Una percentuale variabile dal 13 al 66% delle pazienti con POF presenta malattie autoimmuni o disendocrinopatie. Tra queste, la più frequentemente associata con l'insufficienza ovarica precoce è il Morbo di Addison (in presenza di Addison si verifica POF nel 60% dei casi). Altre malattie autoimmuni che si possono correlare con la POF sono le patologie tiroidee, polighiandolari, l'artrite reumatoide, la sindrome di Sjogren, il LES, la vitiligo, la miastenia gravis, l'anemia perniciosa, il morbo di Crohn e il diabete di tipo I. Nel caso di chiara eziologia autoimmune all'esame istologico si osserva un'ooforite, per la quale risulta importante impostare una terapia steroidea, in quanto secondo alcuni autori potrebbe ripristinare la funzionalità ovarica. Gli autoanticorpi osservati nelle donne con POF risultano essere sia di tipo organo specifico, diretti contro l'ovaio, sia di tipo non organo specifico.