Paanikahäirel, mida iseloomustavad kurnavad ja korduvad paanikahood, pole teada ühte põhjust. Häire etioloogia näitab, et geneetiline eelsoodumus ja sotsiaalmajanduslik keskkond on tegurid, mis määravad, kes on vastuvõtlik. Seetõttu on inimesel, kelle lähedasel pereliige on häire, oluliselt suurem risk sellesse haigestuda. Paanikahäire füsioloogilised sümptomid on osaliselt põhjustatud madalast serotoniini tasemest ajus ja sümpaatilise närvisüsteemi üliaktiivsest reaktsioonist. Paanikahäire alguse põhjustab paanikahood, mis muutuvad üksteisele üha lähedasemaks, kusjuures neid kogev inimene hakkab ilmutama ennetavat hirmu tegeliku paanikahoo ees, mitte ainult hirmu vallandaja ees.
Korduvad paanikahood viivad selleni, et keha on peaaegu pidevas erutusseisundis, mis on põhjustatud reaktsioonist “võitle või põgene” – inimese kohanemine, mis tekkis vastusena keskkonnas esinevale füüsilisele ohule. Selle reaktsiooni käivitab sündmus, mida aju tajub ohtlikuna; autonoomse närvisüsteemi närvid (ANS) käivitavad neerupealiste vabanemise neerudes asuvatest näärmetest ning neerud pumpavad adrenaliini ja noradrenaliini kogu kehasse. Need kemikaalid tõstavad südame löögisagedust ja vererõhku, et saada rohkem hapnikku lihastesse, mis on vajalikud tajutava ohu eest põgenemiseks või selle füüsiliseks ründamiseks.
Paanikahäireta inimesel käivitab parasümpaatiline närvisüsteem pärast ohu möödumist biokeemiliste sündmuste jada, et viia keha tagasi homöostaasi. Kui paanikareaktsioon stimuleerib sümpaatilist süsteemi liiga sageli, ei pruugi see parasümpaatilise närvisüsteemi abil tõhusalt välja lülitada, mistõttu võivad tekkida ka paanikahäire põhjustega seotud funktsioonihäired. Aju hapnikuvarustuse vähenemine põhjustab pearinglust ja ebareaalsuse tunnet, mis on seotud sümptomitega, aga ka muid hapnikuvaeguse sümptomeid, nagu külmad ja niisked jäsemed. Keha reaktsioon päästikule sunnib seda täielikult keskenduma tajutavale võitlusele ja paanikahäire all kannataval inimesel võib olla probleeme mälu, tunnetuse ja tähelepanuga.
Geneetilised variatsioonid võivad olla paanikahäire põhjuste serotoniiniaspekti teguriks. Uuringud näitavad, et nii nagu patsientidel võib olla eelsoodumus suure depressiooni tekkeks, kuna puudub piisav retseptorite loomiseks vajalik geneetiline kood, kehtib sama ka paanikahäiretega inimeste kohta. Sel põhjusel on arstidel edu paanikahäirete põhjuste ravimisel selektiivsete serotoniini tagasihaarde inhibiitorite (SSRI-de) ja sarnaste ravimitega. Bensodiasepiine saab kasutada ägeda paanika raviks ja üldiselt soovitatakse kognitiiv-käitumuslikku teraapiat (CBT), et ravida tõhusalt kõiki paanikahäire põhjuseid.