心脏神经症的病因和神经官能症相似，被认为可能与体质、神经、行为、外界环境、遗传等因素有关。患者的神经类型常为弱型，其家庭成员中可有神经官能症。此类病人平时活动范围较为狭小，对环境事物较为淡漠、不感兴趣，多惯于抑制其情绪，抑郁和焦虑忧愁。在各种外来的负荷、刺激或劳损如精神上受到刺激或工作较紧张时，往往不能使自己适应于这种环境而易发病或使症状加重。家属中有较严重心脏病患者或有因心脏病而骤死者也常可诱发本病。也有由于患者缺乏对心脏病的认识，将某些生理性心血管功能改变如对医生所说的“生理性杂音”、“窦性心律不齐”等发生误解，或被错误地诊断为“心脏病”后亦常可成为起病因素。在体力活动较少，脑力劳动较多、循环系统缺乏锻炼的基础上，吸烟、饮浓茶或咖啡引起心脏搏动较为强烈或过早搏动，常可导致患者过分注意心脏而产生心脏神经症。
心血管系统受神经和内分泌系统的调节，其中神经系统的调节起主导作用。交感神经使窦房结冲动发放加快，而迷走神经使窦性心律减慢。当中枢神经系统功能失调时，交感和迷走神经的正常活动也受干扰，心血管系统的功能因而发生紊乱，产生一系列交感神经张力过高的表现。精神、环境等的刺激可引起各种生理改变，主要表现为交感神经活性增加和肾上腺皮质激素分泌增加。临床研究还显示本症患者对运动、心理学试验和疼痛刺激有异常反应，如运动时最大氧耗量较正常人为低和动静脉血氧含量差降低以及毛细血管血流减慢、血乳酸盐增多等。普萘洛尔等β肾上腺素能受体阻滞药治疗心脏神经症的疗效较好。这些患者同时伴有高动力循环的表现，如左心室喷血速度增快、心排血量增加、动脉搏动增强和偶见的收缩压升高。经普萘洛尔治疗上述表现可全部消失，更进一步支持本症存在β肾上腺素能受体功能亢进综合征。