產生疼痛的直接因素, 可能是在缺血缺氧的情況下, 心肌內積聚過多的代謝產物, 如乳酸、丙酮酸、磷酸等酸性物質;或類似激肽的多肽類物質, 刺激心臟內植物神經的傳入纖維末梢, 經1~5胸交感神經節和相應的脊髓段, 傳至大腦, 產生疼痛感覺。 這種痛覺反映在與植物神經進入水準相同脊髓段的脊神經所分佈的皮膚區域, 即胸骨後及兩臂的前兩側與小指, 尤其是在左側, 而多不在心臟解剖位置處。 有人認為, 在缺血區內富有神經供應的冠狀血管的異常牽拉或收縮,
對心臟予以機械性刺激並不引起疼痛, 但心肌缺血與缺氧則引起疼痛。 當冠狀動脈的供血與心肌的需血之間發生矛盾, 冠狀動脈血流量不能滿足心肌的代謝的需要, 引起心肌急劇的、暫時的缺血與缺氧時, 即產生心絞痛。
心肌氧耗的多少由心肌張力、心肌收縮強度和心率所決定, 故常用“心率×收縮壓”(即二重乘積)作為估計心肌氧耗的指標。 心肌能量的產生要求大量的氧供。 心肌細胞攝取血液氧含量的65%~75%, 而身體其他組織則僅攝取10%~25%。 因此心肌平時對血液中氧的吸收已接近于最大量, 氧供再需增加時已難從血液中更多地攝取氧, 只能依靠增加冠狀動脈的血流量來提供。 在正常情況下, 冠狀迴圈有很大的儲備力量,