Chociaż wśród badaczy i specjalistów od zdrowia psychicznego nie ma zgody co do stopnia, w jakim atak paniki wynika z czynników biologicznych, psychologicznych lub środowiskowych, ogólnie przyjmuje się, że wszystkie trzy odgrywają pewną rolę. Z biologicznego punktu widzenia najbardziej interesujące jest ciało migdałowate, część układu limbicznego znajdująca się głęboko w mózgu, która przechowuje wspomnienia, doznania i emocje, przetwarza doświadczenie strachu i kieruje zachowaniem. U niektórych osób pewne bodźce pobudzają ciało migdałowate do pracy z najbardziej pierwotną częścią mózgu – tak zwanym mózgiem gadów – powodując, że współczulny układ nerwowy zachowuje się w sposób, który skutkuje atakiem paniki.
Neuroprzekaźniki, substancje chemiczne, które przekazują informacje z jednej części mózgu do drugiej, odgrywają kluczową rolę w komunikatach otrzymywanych przez ciało migdałowate oraz w instrukcjach wysyłanych do reszty ciała. W przypadku napadu paniki, rodzaju lęku, ciało migdałowate błędnie interpretuje pewne sygnały, prowadząc do zachowań, które nie są w żaden sposób uzasadnione obecną sytuacją. W takich przypadkach ciało migdałowate może wywołać instynkt walki lub ucieczki lub wywołać inne skrajne objawy paniki. Osoba może doświadczać takich rzeczy, jak bicie serca, pocenie się, drżenie, duszność, ból w klatce piersiowej, nudności, dreszcze lub uderzenia gorąca. Może też odczuwać paraliżujący strach, lęk przed utratą kontroli, a nawet przed nieuchronną śmiercią.
Objawy napadu paniki są zwykle krótkotrwałe, często trwają tylko kilka minut. Jednak w niektórych przypadkach atak może trwać godzinami. Kolejnym objawem jest obawa przed kolejnym atakiem paniki.
Ataki paniki różnią się od innych form lęku nie tylko zwięźle, ale także epizodycznie. Kiedy jednak ataki paniki stają się wystarczająco częste lub destrukcyjne, obejmują one pełnoprawne zaburzenie paniki. Nie ma ogólnej zgody co do tego, co wywołuje napad paniki, ale niektórzy specjaliści od zaburzeń lękowych i lękowych utrzymują, że intensywny, chwilowy dyskomfort jest przejawem pamięci o bezsilności, której osoba doświadczyła jako niemowlę lub bardzo małe dziecko.
Eksperci uważają, że ciało migdałowate uczy się reagować na bodźce w określony sposób, a u niektórych osób jednym z tych sposobów jest atak paniki. Badania nad zaburzeniami lękowymi na przestrzeni lat koncentrowały się na zastosowaniu terapii poznawczo-behawioralnej — modyfikacji zachowania — w celu przekwalifikowania ciała migdałowatego, aby lepiej reagowało na widoczne bodźce wywołujące lęk i panikę. Ta forma terapii zapewnia pacjentowi ramy, w których może rzucić wyzwanie, pod kierunkiem terapeuty, negatywnym wzorom myślowym i autodestrukcyjnym zachowaniom. Oprócz leczenia napadów paniki, modyfikacja zachowania okazała się skuteczna w radzeniu sobie z wieloma fobiami, które czasami są związane z zaburzeniem paniki.
Inni specjaliści od zdrowia psychicznego opracowali różne terapie, które mogą być skuteczne w leczeniu lęku napadowego. W niektórych przypadkach korzystne mogą okazać się leki przeciwlękowe lub antydepresyjne. Mogą jednak nie powodować trwałej zmiany w samym ciele migdałowatym.
Chociaż około 10 procent populacji Stanów Zjednoczonych doświadczy co najmniej jednego przejściowego ataku paniki, około 4 miliony Amerykanów cierpi na zaburzenia paniki. Szacuje się, że na całym świecie zaburzenia lękowe, w tym zespół lęku napadowego, mogą dotyczyć ponad 80 milionów ludzi. Badania terenowe są jednak dalekie od ukończenia.