Panikas traucējumiem, kam raksturīgas novājinošas un atkārtotas panikas lēkmes, nav zināms viens iemesls. Traucējuma etioloģija liecina, ka ģenētiskā predispozīcija un sociāli ekonomiskā vide ir faktori, kas nosaka, kurš ir uzņēmīgs. Tāpēc cilvēkam, kuram ir tuvs ģimenes loceklis ar šo traucējumu, ir ievērojami lielāks risks to saslimt. Panikas traucējumu fizioloģiskos simptomus daļēji izraisa zems serotonīna līmenis smadzenēs un pārmērīga simpātiskās nervu sistēmas reakcija. Panikas lēkmes rašanos izraisa panikas lēkmes, kas kļūst arvien tuvākas viena otrai, un persona, kas tās piedzīvo, sāk izrādīt paredzamas bailes no faktiskās panikas lēkmes, nevis tikai bailes no izraisītāja.
Atkārtotas panikas lēkmes noved pie tā, ka ķermenis atrodas gandrīz nemainīgā uzbudinājuma stāvoklī, ko izraisa reakcija “cīnies vai bēg” – cilvēka adaptācija, kas radās, reaģējot uz fiziskām briesmām vidē. Šo reakciju izraisa notikums, ko smadzenes uztver kā bīstamu; autonomās nervu sistēmas (ANS) nervi ierosina virsnieru izdalīšanos no dziedzeriem nierēs, un nieres sūknē adrenalīnu un noradrenalīnu visā ķermenī. Šīs ķīmiskās vielas paaugstina sirdsdarbības ātrumu un asinsspiedienu, lai muskuļiem iegūtu vairāk skābekļa, kas nepieciešams, lai bēgtu no uztveramās briesmas vai fiziski uzbruktu tām.
Cilvēkam bez panikas traucējumiem pēc briesmām parasimpātiskā nervu sistēma sāk virkni bioķīmisku notikumu, lai atgrieztu ķermeni homeostāzes stāvoklī. Ja panikas reakcija pārāk bieži stimulē simpātisko sistēmu, tā var nespēt efektīvi izslēgties ar parasimpātiskās nervu sistēmas palīdzību, kas var izraisīt arī disfunkciju, kas saistīta ar panikas traucējumu cēloņiem. Samazināta skābekļa piegāde smadzenēm izraisa reiboni un nerealitātes sajūtu, kas ir saistīti simptomi, kā arī citus skābekļa trūkuma simptomus, piemēram, aukstas un mitras ekstremitātes. Ķermeņa reakcija uz trigeri liek tam pilnībā koncentrēties uz uztverto cīņu, un personai, kas cieš no panikas traucējumiem, var būt atmiņas, izziņas un uzmanības problēmas.
Ģenētiskās variācijas var būt panikas traucējumu cēloņu serotonīna aspekts. Pētījumi liecina, ka tāpat kā pacientiem var būt nosliece uz smagas depresijas attīstību, jo trūkst ģenētiskā koda, lai izveidotu atbilstošus receptorus, tas pats attiecas uz cilvēkiem ar panikas traucējumiem. Šī iemesla dēļ ārstiem ir panākumi panikas traucējumu cēloņu ārstēšanā ar selektīviem serotonīna atpakaļsaistes inhibitoriem (SSAI) un līdzīgām zālēm. Benzodiazepīnus var lietot, lai ārstētu akūtu paniku, un parasti ir ieteicama kognitīvā uzvedības terapija (CBT), lai efektīvi ārstētu visu panikas traucējumu cēloņu spektru.