高血壓病的發病機制目前還不完全清楚，一般認為，其發病的主要環節在於小動脈痙攣使外周阻力增加，血壓升高。各種外界或內在不良刺激，長期反復地作用於大腦皮層，可使得交感神經興奮性增高，引起全身小動脈痙攣，以致血壓升高。
同時，腎髒分泌腎素增多。腎素能使存在於血漿中的血管緊張素原轉化為血管緊張素Ⅰ，後者在血管緊張素轉換酶的作用下，轉化為血管緊張素Ⅱ。血管緊張素Ⅱ具有很強的收縮血管的作用，能使全身小動脈痙攣加重，引起高血壓，並能刺激醛固酮分泌，造成水鈉潴留，進一步加重高血壓。
在疾病的早期，小動脈的緊張性增高，通常是可以逆轉的，血壓升高也不穩定，容易受情緒波動和睡眠等因素的影響，但隨著疾病的發展，血壓升高逐漸趨向穩定，此時小動脈可發生硬化，特別是腎小動脈硬化可引起或加重腎缺血。反過來，腎缺血又進一步加重全身小動脈痙攣，這種因果交替，相互影響，進而促使高血壓的發展。
