目的探究血清血管紧张素Ⅱ 1型受体自身抗体（AT1-AA）、雌二醇（E2），基质金属蛋白酶抑制剂3（TIMP-3）水平对多囊卵巢综合征（PCOS）不孕女性冻融单囊胚移植（SFBT）临床结局的预测价值。方法选取2022年6月至2023年6月于该院行SFBT的143例PCOS不孕女性作为研究对象，根据临床结局分为生化妊娠组（63例）和临床妊娠组（80例）。另外纳入57例PCOS不孕女性作为验证组。采用Pearson相关分析血清AT1-AA、E2和TIMP-3水平的相关性；采用多因素Logistic回归分析影响PCOS不孕女性SFBT临床结局的相关因素；采用受试者工作特征（ROC）曲线分析血清AT1-AA、E2和TIMP-3对PCOS不孕女性SFBT临床结局的预测效能。采用Kappa检验分析血清AT1-AA、E2和TIMP-3联合预测与临床结局的一致性。结果生化妊娠组血清AT1-AA和TIMP-3水平高于临床妊娠组（P＜0.05），而血清E2水平低于临床妊娠组（P＜0.05）；血清AT1-AA水平与TIMP-3呈正相关（r=0.704，P＜0.05），AT1-AA、TIMP-3水平均与E2呈负相关（r=-0.656、－0.517，P＜0.05）；生化妊娠组年龄≥30岁的患者所占比例高于临床妊娠组（P＜0.05）；年龄、AT1-AA和TIMP-3为PCOS不孕女性SFBT临床结局的危险因素（P<0.05），而E2为保护因素（P<0.05）；血清AT1-AA、E2和TIMP-3预测PCOS不孕女性SFBT临床结局的曲线下面积（AUC）分别为0.885、0.737、0.922，三者联合预测的AUC为0.976，三者联合预测高于各自单独预测（Z三者联合-AT1-AA=3.451、Z三者联合-E2=5.867、Z三者联合-TIMP-3=3.147，均P<0.05）；血清AT1-AA、E2和TIMP-3联合预测的准确度为81.11%，与临床诊断一致性较高（Kappa值=0.631，P＜0.001）；在外部验证中，三者联合预测的准确度为78.94%，与临床诊断一致性中度（Kappa值=0.578，P＜0.001）。结论血清AT1-AA、E2和TIMP-3联合检测对PCOS不孕女性SFBT临床结局具有较高的预测价值。