窦性心动过速可由生理性因素（年龄与性别方面儿童及青少年代谢旺盛交感神经活跃、女性特殊生理阶段激素变化，生活方式方面剧烈运动、大量吸烟饮酒、情绪激动）和病理性因素（心血管系统疾病如冠心病、心力衰竭、心肌炎，全身性疾病如发热、贫血、甲状腺功能亢进症、感染性疾病，药物因素如抗胆碱能药物、拟交感神经药物）引发。
年龄与性别方面：儿童及青少年心率通常相对较快，在剧烈运动、哭闹等情况下容易出现窦性心动过速，这是因为其身体代谢较为旺盛，交感神经相对活跃；女性在经期、妊娠期等特殊生理阶段也可能出现窦性心动过速，可能与体内激素水平变化有关，比如妊娠期血容量增加等因素影响心脏负担，易导致窦性心动过速。
生活方式方面：剧烈运动时，身体需要更多的氧气和能量供应，心脏会通过加快心率来增加血液循环，以满足机体需求；大量吸烟、饮酒时，烟草中的尼古丁等成分以及酒精会刺激交感神经，使心率加快；情绪激动，如愤怒、紧张、焦虑等强烈情绪波动时，体内会分泌如肾上腺素等应激性激素，从而引起窦性心动过速。
病理性因素
心血管系统疾病：各种心脏疾病都可能引发窦性心动过速，例如冠心病，当心肌缺血时，心脏会通过加快心率来试图改善心肌供血情况；心力衰竭患者，心脏泵血功能下降，机体为了保证重要脏器的血液供应，会反射性地引起窦性心动过速；心肌炎患者，心肌组织受到炎症损伤，心脏的正常功能受到影响，也常出现窦性心动过速的表现。
全身性疾病：发热时，体温每升高1℃，心率大约会增加10-20次/分钟，这是因为体温升高会使机体代谢率增高，心脏需输出更多血液来维持代谢需求；贫血患者，由于血液携氧能力下降，组织器官缺氧，心脏通过加快心率来补偿氧气的供应；甲状腺功能亢进症患者，甲状腺激素分泌过多，会加快机体的新陈代谢，使得心脏负担加重，导致窦性心动过速；感染性疾病，如肺炎、败血症等，病原体感染人体后，会引起炎症反应，释放炎症介质，这些介质会刺激心脏，导致窦性心动过速。
药物因素：某些药物也可能导致窦性心动过速，比如使用阿托品等抗胆碱能药物时，这类药物会阻断迷走神经对心脏的抑制作用，从而使心率加快；肾上腺素、麻黄碱等拟交感神经药物，会直接兴奋心脏的β受体，引起心率增快。
