窦性心律失常可由生理性和病理性因素引起。生理性因素包括呼吸影响及自主神经功能变化；病理性因素中心脏疾病有先天性心脏病、冠心病、心肌病等，全身性疾病有甲状腺功能亢进、电解质紊乱、感染性疾病等。
自主神经功能变化：不同年龄人群自主神经功能状态不同，也可能导致窦性心律失常。儿童的自主神经调节功能尚不完善，相对更容易出现因自主神经功能变化引起的窦性心律失常；成年人在精神紧张、情绪激动、熬夜、过度疲劳等情况下，也可能出现自主神经功能失衡，进而引发窦性心律失常。例如长期熬夜的青少年可能会出现窦性心律不齐的情况。
病理性因素
心脏疾病
先天性心脏病：在儿童先天性心脏病患者中较为常见，由于心脏结构异常，影响心脏的正常电生理活动和血流动力学，从而导致窦性心律失常。如房间隔缺损、室间隔缺损等先天性心脏病患儿，可能存在心脏内血流动力学改变，进而引发窦性心律失常。
冠心病：在成年人中，尤其是有心血管危险因素（如高血压、高血脂、糖尿病、吸烟等）的人群，冠心病是常见病因。冠状动脉粥样硬化导致心肌缺血缺氧，影响心脏的电传导系统，可引起窦性心律失常。例如患有冠心病的中老年人，由于心肌供血不足，可能出现窦性心动过缓、窦性心律不齐等情况。
心肌病：各种类型的心肌病，如扩张型心肌病、肥厚型心肌病等，会影响心肌的结构和功能，导致心脏电活动紊乱，引发窦性心律失常。不同年龄均可发病，成年人患扩张型心肌病相对较多见，而儿童也可能因遗传等因素患心肌病。
全身性疾病
甲状腺功能亢进：无论是儿童还是成年人，甲状腺功能亢进时，甲状腺激素分泌过多，会加快机体代谢，使心脏负担加重，影响心脏的节律，导致窦性心律失常。例如甲亢患者常表现为窦性心动过速，同时可能伴有心悸、多汗等症状。
电解质紊乱：在各个年龄段都可能发生，如低钾血症、高钾血症等。儿童如果存在严重腹泻等情况可能导致电解质紊乱，成年人长期应用利尿剂等药物也可能引起电解质紊乱。电解质紊乱会影响心肌细胞的电生理特性，从而引发窦性心律失常。比如低钾血症时，心肌细胞的兴奋性、自律性等发生改变，可出现窦性心律不齐、窦性心动过速等。
感染性疾病：儿童在感染发热时较为常见，如病毒感染引起的上呼吸道感染等，感染可导致机体代谢加快、毒素释放等，影响心脏的正常功能，引发窦性心律失常。成年人在严重感染时也可能出现类似情况，例如重症肺炎患者可能伴随窦性心律失常。
