Cushing ansåg att orsaken till sjukdomen var en ökning av hormonproduktionen hos hypofysen. Senare undersökningar har visat att överproduktion av kortisol, ett hormon från binjurarna, orsakar sjukdomssymtomen.
Kortisolöverproduktionen orsakas av att hypofysen tillverkar för mycket adrenokortikotropt hormon (ACTH). Detta hormon stimulerar binjurarnas kortisolproduktion. Vid Cushings sjukdom är således binjurarna friska. Det är hypofysens överproduktion av ACTH som orsakar sjukdomen.