焦慮障礙的發病機制可能和去甲腎上腺素、五羥色胺、Y-氨基丁酸等神經遞質的紊亂有關系,靜注乳酸鹽可以引起驚恐發作,是焦慮癥研究的一個重大的進展,除此以外,在腦內發現苯二氮卓類受體,推測焦慮是由于缺乏苯二氮卓內源性配體所導致的,與憂慮有關的睡眠障礙的發病機制還不是特別的清楚,但是從生物化學和神經生化方面而言,焦慮障礙與睡眠障礙關系密切。
生物化學方面,研究又發現無論是幼鼠還是成年鼠睡覺的時候腦內的乳酸鹽的含量比覺醒的時候低了15%~36%,在新的環境中接受試驗的動物,入睡前有明顯的活動增加,腦內乳酸鹽含量增加64%,根據新環境引起的緊張、焦慮有關系;對于中樞Y-氨基丁酸的一些研究也發現,持續強光刺激后出現睡眠的時候,腦子當中Y-氨基丁酸的水平增加,可以說明噶Y-氨基丁酸和睡眠的發生有關系;五羥色胺是產生睡眠的重要的機制,尤其是在非快速眼動像睡眠發生有密切的關系,而五羥色胺的濃度增加,引起了焦慮反應。