Zaburzenie paniki, charakteryzujące się wyniszczającymi i nawracającymi atakami paniki, nie ma znanej pojedynczej przyczyny. Etiologia zaburzenia pokazuje, że predyspozycje genetyczne i środowisko społeczno-ekonomiczne są czynnikami decydującymi o podatności. Dlatego osoba, która ma bliskiego członka rodziny z zaburzeniem, ma znacznie większe ryzyko zachorowania. Fizjologiczne objawy lęku napadowego są częściowo spowodowane niskim poziomem serotoniny w mózgu i nadaktywną odpowiedzią współczulnego układu nerwowego. Początek zaburzenia paniki jest spowodowany zbliżaniem się i zbliżaniem ataków paniki, a osoba ich doświadczająca zaczyna wykazywać lęk przed faktycznym atakiem paniki, a nie tylko strach przed spustem.
Powtarzające się ataki paniki prowadzą do prawie ciągłego stanu pobudzenia organizmu spowodowanego reakcją „walcz lub uciekaj”, adaptacją człowieka powstałą w odpowiedzi na fizyczne niebezpieczeństwo w otoczeniu. Ta reakcja jest wywoływana przez zdarzenie, które mózg postrzega jako niebezpieczne; nerwy w autonomicznym układzie nerwowym (ANS) inicjują uwalnianie nadnerczy z gruczołów w nerkach, a nerki pompują adrenalinę i noradrenalinę do całego organizmu. Te chemikalia podnoszą częstość akcji serca i ciśnienie krwi, aby dostarczyć więcej tlenu do mięśni potrzebnych do ucieczki lub fizycznego zaatakowania postrzeganego niebezpieczeństwa.
U osoby bez lęku napadowego, po przejściu niebezpieczeństwa, przywspółczulny układ nerwowy inicjuje serię zdarzeń biochemicznych, aby przywrócić organizm do stanu homeostazy. Kiedy układ współczulny jest zbyt często stymulowany przez reakcję paniki, może nie być w stanie skutecznie wyłączyć przy pomocy przywspółczulnego układu nerwowego, który może również rozwinąć dysfunkcję związaną z przyczynami lęku napadowego. Zmniejszony dopływ tlenu do mózgu powoduje zawroty głowy i uczucie nierealności, które są objawami towarzyszącymi, a także inne objawy niedoboru tlenu, takie jak przeziębienie i lepkość kończyn. Reakcja organizmu na wyzwalacz zmusza go do całkowitego skupienia się na postrzeganej walce, a osoba cierpiąca na lęk napadowy może mieć problemy z pamięcią, poznaniem i uwagą.
Zmienność genetyczna może być czynnikiem serotoninowego aspektu przyczyn lęku napadowego. Badania pokazują, że tak jak pacjenci mogą być predysponowani do rozwoju ciężkiej depresji z powodu braku kodu genetycznego do tworzenia odpowiednich receptorów, to samo dotyczy osób z zaburzeniami lękowymi. Z tego powodu lekarze odnoszą sukcesy w leczeniu przyczyn lęku napadowego za pomocą selektywnych inhibitorów wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI) i podobnych leków. Benzodiazepiny mogą być stosowane w leczeniu ostrej paniki, a terapia poznawczo-behawioralna (CBT) jest ogólnie zalecana do skutecznego leczenia całego spektrum przyczyn lęku napadowego.