Literatura medyczna wskazuje, że ponad połowa młodych osób ze zdiagnozowanym zespołem przewlekłego zmęczenia zakażona jest wirusem Epsteina-Barra. Chociaż uważa się, że zakażenie tym wirusem przebiega zazwyczaj bezobjawowo, to są podstawy by twierdzić, że jego obecność powiązana jest z zespołem przewlekłego zmęczenia i depresją. Jak się okazuje jednak, nie jest to jedyny wirus, który sprzyjać może tej przypadłości, czy też jak twierdzą niektórzy specjaliści – podobnym do niej objawom.
W ostatnim czasie zaobserwowano także, że u osób z zespołem przewlekłego zmęczenia występuje podwyższony poziom przeciwciał przeciwko wirusom: opryszczki, żółtaczki, polio, odry, choroby Borna i innym czynnikom wirusowym. Fakt ten skłonił niektórych badaczy do stwierdzenia, iż to nie tyle jeden konkretny wirus, co sam fakt infekcji wirusowej może być związany występowaniem objawów charakterystycznych dla zespołu przewlekłego zmęczenia. Faktycznie znaczna część badań potwierdza, że wystąpienie tej przypadłości bardzo często poprzedzone jest infekcją wirusową, nierzadko – o ciężkim przebiegu.
Na podstawie przedstawionych powyżej informacji dojść można do wniosku, że zespół przewlekłego zmęczenia związany jest z obciążeniem czy też – deregulacją układu odpornościowego. Faktycznie niektórzy badacze zaobserwowali, że u osób dotkniętych tą przypadłością układ immunologiczny jest wyraźnie pobudzony, pomimo to jednak działa mało wydajnie. Niektóre komórki odpornościowe nieprawidłowo dzielą się i namnażają, inne natomiast tracą zdolność do uśmiercania patogenów. Z jednej strony predyspozycja do występowania takich nieprawidłowości może być uwarunkowana genetycznie, z drugiej natomiast zadziałać musi czynnik środowiskowy, którym w tym wypadku jest zakażenie jednym z wymienionych wcześniej wirusów.
Wszystkie potencjalne przyczyny stanu zwanego zespołem przewlekłego przemęczenia nie są do końca poznane, niektóre badania wskazują jednak, iż jednym z prawdopodobnych jest obecność drobnoustrojów chorobotwórczych. Jeśli tak, to trzeba zachować dodatkową ostrożność, przewlekłym zmęczeniem można po prostu się zarazić.