Poremećaj panike, karakteriziran iscrpljujućim i ponavljajućim napadima panike, nema poznati jedini uzrok. Etiologija poremećaja pokazuje da su genetska predispozicija i socio-ekonomsko okruženje čimbenici koji određuju tko je podložan. Stoga osoba koja ima bliskog člana obitelji s poremećajem ima značajno veći rizik od razvoja istog. Fiziološki simptomi paničnog poremećaja djelomično su uzrokovani niskom razinom serotonina u mozgu i preaktivnim odgovorom simpatičkog živčanog sustava. Pojava paničnog poremećaja uzrokovana je sve bližim napadima panike, pri čemu osoba koja ih doživljava počinje pokazivati anticipativni strah od stvarnog napadaja panike, a ne samo strah od okidača.
Ponovljeni napadi panike dovode do toga da je tijelo u gotovo stalnom stanju uzbuđenja uzrokovano odgovorom “bori se ili bježi”, ljudskom prilagodbom koja je nastala kao odgovor na fizičku opasnost u okolini. Ovaj odgovor pokreće događaj koji mozak percipira kao opasan; živci u autonomnom živčanom sustavu (ANS) pokreću oslobađanje nadbubrežne žlijezde iz žlijezda u bubrezima, a bubrezi pumpaju adrenalin i noradrenalin po cijelom tijelu. Ove kemikalije povećavaju broj otkucaja srca i krvni tlak kako bi doveli više kisika u mišiće potrebnog za bijeg ili fizički napad na uočenu opasnost.
U osobe bez paničnog poremećaja, nakon što opasnost prođe, parasimpatički živčani sustav pokreće niz biokemijskih događaja kako bi se tijelo vratilo u stanje homeostaze. Kada je simpatički sustav prečesto stimuliran paničnim odgovorom, možda se neće moći učinkovito isključiti uz pomoć parasimpatičkog živčanog sustava, koji također može razviti disfunkciju povezanu s uzrocima paničnog poremećaja. Smanjena opskrba mozga kisikom uzrokuje vrtoglavicu i osjećaj nestvarnosti koji su povezani simptomi, kao i druge simptome nedostatka kisika poput hladnih i vlažnih ekstremiteta. Reakcija tijela na okidač prisiljava ga da se u potpunosti usredotoči na percipiranu borbu, a osoba koja pati od paničnog poremećaja može imati problema s pamćenjem, spoznajom i pažnjom.
Genetske varijacije mogu biti čimbenik u serotoninskom aspektu uzroka paničnog poremećaja. Istraživanja pokazuju da kao što pacijenti mogu biti predisponirani za razvoj teške depresije zbog nedostatka genetskog koda za stvaranje odgovarajućih receptora, isto vrijedi i za pojedince s paničnim poremećajima. Iz tog razloga liječnici uspješno liječe uzroke paničnog poremećaja selektivnim inhibitorima ponovne pohrane serotonina (SSRI) i sličnim lijekovima. Benzodiazepini se mogu koristiti za liječenje akutne panike, a općenito se preporučuje kognitivna bihejvioralna terapija (CBT) za učinkovito liječenje cijelog spektra uzroka paničnog poremećaja.