O transtorno do pânico, caracterizado por ataques de pânico debilitantes e recorrentes, não tem uma causa única conhecida. A etiologia do transtorno mostra que a predisposição genética e o ambiente socioeconômico são fatores que determinam quem é suscetível. Portanto, uma pessoa que tem um familiar próximo com o transtorno tem um risco significativamente maior de desenvolvê-lo. Os sintomas fisiológicos do transtorno do pânico são causados, em parte, por baixos níveis de serotonina no cérebro e uma resposta hiperativa do sistema nervoso simpático. O início do transtorno de pânico é causado por ataques de pânico cada vez mais próximos, com a pessoa que os experimenta começando a mostrar medo antecipado do ataque de pânico real e não apenas medo do gatilho.
Ataques de pânico repetidos levam o corpo a ficar em um estado quase constante de excitação causado pela resposta de lutar ou fugir, uma adaptação humana que surgiu em resposta ao perigo físico no ambiente. Essa resposta é desencadeada por um evento que o cérebro percebe como perigoso; os nervos no sistema nervoso autônomo (SNA) iniciam a liberação adrenal das glândulas nos rins, e os rins bombeiam adrenalina e noradrenalina por todo o corpo. Esses produtos químicos aumentam a freqüência cardíaca e a pressão arterial para levar mais oxigênio aos músculos necessários para fugir ou atacar fisicamente o perigo percebido.
Em uma pessoa sem transtorno do pânico, depois que o perigo passa, o sistema nervoso parassimpático inicia uma série de eventos bioquímicos para trazer o corpo de volta ao estado de homeostase. Quando o sistema simpático é estimulado pela resposta de pânico com muita frequência, ele pode não ser capaz de se desligar efetivamente com a ajuda do sistema nervoso parassimpático, que também pode desenvolver disfunções relacionadas às causas do transtorno do pânico. A diminuição do suprimento de oxigênio ao cérebro causa tontura e sensação de irrealidade que são sintomas associados, bem como outros sintomas de privação de oxigênio, como extremidades frias e úmidas. A reação do corpo ao gatilho força-o a se concentrar inteiramente na luta percebida, e a pessoa que sofre de transtorno do pânico pode ter problemas de memória, cognição e atenção.
Variações genéticas podem ser um fator no aspecto da serotonina das causas do transtorno do pânico. A pesquisa mostra que, assim como os pacientes podem ser predispostos a desenvolver depressão grave devido à falta de código genético para criar receptores adequados, o mesmo se aplica a indivíduos com transtornos de pânico. Por esse motivo, os médicos têm sucesso no tratamento das causas do transtorno do pânico com inibidores seletivos da recaptação da serotonina (ISRS) e medicamentos semelhantes. Os benzodiazepínicos podem ser usados para tratar o pânico agudo, e a terapia cognitivo-comportamental (TCC) é geralmente recomendada para tratar com eficácia todo o espectro das causas do transtorno do pânico.