窦性心动过速可由生理性和病理性因素引起。生理性因素包括年龄性别（儿童心率快、青春期后女性偶因情绪出现）、生活方式（剧烈运动、情绪激动、大量吸烟饮酒可致）；病理性因素有心血管系统疾病（心功能不全、甲亢、贫血可引发）、全身性疾病（严重感染、休克可导致）、药物因素（使用肾上腺素等及长期服某些抗抑郁药可引起）。
生活方式因素：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，运动结束后心率通常会逐渐恢复正常；情绪激动，如紧张、焦虑、愤怒等强烈情绪状态下，体内会分泌如肾上腺素等激素，这些激素会刺激心脏，导致窦性心动过速；大量吸烟、饮酒时，烟草中的尼古丁以及酒精都会对心脏产生刺激作用，引起心率加快。
病理性因素
心血管系统疾病：各种心脏疾病引起心功能不全时，心脏泵血功能下降，为了保证重要脏器的血液供应，机体通过加快心率来代偿，常见于心力衰竭、冠心病（如心肌缺血发作时）、心肌病等；甲状腺功能亢进时，甲状腺激素分泌过多，会加速机体新陈代谢，使得心脏负担加重，从而引发窦性心动过速，患者常伴有多汗、手抖、消瘦等表现；贫血患者，由于血液携氧能力下降，机体组织器官缺氧，心脏需要加快跳动来弥补氧气输送的不足，从而出现窦性心动过速，同时患者可能有面色苍白、乏力等表现。
全身性疾病：严重感染时，病原体及其毒素会影响机体的代谢和循环系统，导致体温升高，而体温每升高1℃，心率大约会增加10-20次/分，另外感染还会引发炎症反应等多种病理生理变化刺激心脏，引起窦性心动过速；休克状态下，机体有效循环血量不足，器官组织灌注不良，为了维持基本的血液循环，心脏会代偿性加快跳动以试图保证重要器官的血液供应。
药物因素：某些药物也可能导致窦性心动过速，比如使用肾上腺素、阿托品等药物时，这些药物具有兴奋心脏的作用，会引起心率加快；长期服用某些抗抑郁药物等也可能出现这种不良反应。
