起搏器綜合征于1960年由Mitsui等首先報道。1974年,Hoss及Strait對其血流動力學及形態結構變化進行了研究。從此人們對起搏器綜合征的發生機制及病理生理變化有了較深入的認識。該癥的發生，病因是明確的，但其發病原理在于心室起搏的直接影響及異常電生理現象的影響兩個方面。
1.心室起搏的直接影響(1)房室非同步收縮：早在17世紀，英國生理學家Harvey就已發現心房收縮對血液循環具有重要的作用。現代心臟病學已經證明，心房收縮可加速心室的充盈及房室瓣的關閉，這一作用稱為心房的助推機制(Boosterpumpmechanism)，有人用心室容積描記法研究表明，在心室充盈中，心房的收縮作用可達15%～30%。尤其在心功能不全時，由于心室充盈的代償功能低下，需更加依賴于心房的收縮作用來維持適當的心排出量植入人工心臟起搏器作心室起搏時，心房的助推機制消失，則可使心輸出量明顯減小有人研究表明，可比竇性心律時減小10%～35%(2)二尖瓣和三尖瓣反流：心室起搏下，由于房室收縮的順序性消失則可發生不同程度的二尖瓣和三尖瓣反流。即使反流量不大，也可在其他因素如房室不同步收縮的共同作用下成為起搏器綜合征的促發性因素之一。(3)心室激動過程異常：不正常的心室除極方式可致收縮的無力。右室起搏表現為左束支傳導阻滯的心室激動過程，可造成血流動力學方面的障礙。(4)異常的血管反射：心室起搏后，由于房室收縮不同步，則心房擴張壓力升高，繼而發生反射性周圍血管阻力下降，導致血壓下降。同時，心鈉素分泌水平增加7～8倍。
2.心電生理異常的影響(1)室房逆行傳導：早在20世紀60年代初進行人工心臟起搏術不久即已發現心室起搏可致室房逆行傳導現象隨后許多學者對這一電生理現象進行了深入的研究。結果發現病態竇房結綜合征患者進行心室起搏時，60%以上的患者可有室房逆行傳導。完全性房室傳導阻滯患者進行心室起搏時，仍有40%的患者保持1∶1室房逆行傳導。出現室房逆行傳導的患者，心房不是在舒張末期加速心室的充盈，而是在房室瓣關閉的情況下有規律地將血流排至肺及腔靜脈系統從而引起右房及肺毛細血管楔嵌壓的明顯上升。因此，可造成嚴重的血流動力學障礙。我們對14例起搏器綜合征患者研究表明肺毛細血管楔嵌壓可上升至3.3～4.0kPa(25～30mmHg)，并伴明顯的低心輸出量而在臨床上出現暈厥表現。有人研究表明心室起搏引起的室房逆行傳導所致的血流動力學障礙遠遠比心房顫動及房室分離嚴重，是起搏器綜合征的重要發病原因之一。(2)心律失常：心室起搏后可致各種心律失常，如室性期前收縮，反復心律或折返性心律失常等。這些心律失常者頻繁、連續發生也可造成血流動力學發生障礙并導致一時性或持續性心排出量下降，因此也是起搏器綜合征的發生原理之一。