高血壓病的發病機理尚待闡明。其病理生理是多因素的，動脈壓不僅決定於血管阻力，也決定於輸出量，心髒也參與某些高血壓的發病；血管的僵硬程度與血管的充盈程度均是決定血壓的因素。上述這些直接影響血管的因素，又受許多其它因素的影響，無論在正常血壓或高血壓情況下，植物神經系統部促進血壓的調節，而這個調節機制是復雜的。影響血壓的任何環節發生功能性成器質性病變，都會引起血壓升高。目前有多種學說：
（1）、精神原學說：
認為機體內、外環境的不良刺激，引起反復的精神緊張和創傷，導致大腦皮質興奮和抑制過程失調，皮質下血管舒縮中樞形成以血管收縮神經沖動占優勢的興奮灶，引起全身小動脈痙攣，周圍阻力增高，因而導致血壓升高。
（2）、神經原學說：
認為周圍小動脈是植物神經系統調節血壓的反射弧的靶器官，當此反射弧出現異常情況，可使靶器官——周圍小動脈痙攣而致血壓升高。
（3）、內分泌學說：
認為腎上腺髓質激素中的去甲腎上腺素引起周圍小動脈收縮，腎上腺素增加心排血量。腎上腺皮質激未使納和水儲留，並影響血管的反應性，都可導致血壓升高。門多數病人這些激素的分泌無明顯增高或僅輕度偏高。因此很難解釋高血壓病與兒茶酚臉和腎上腺皮質激素的分泌增多訂關，而可能是病人的交感神經系統功能狀態與正常人不同，小動脈對微小的幾條酚膠分泌增多產生強烈反應所致。
（4）、腎原學說（腎素-血管緊張素-醛固酮學說）：
認為腎髒缺血時，腎小球旁器中球旁細胞和（或）血銷減少、血鉀增多時，致密斑細胞增加腎素（蛋白質水解酶）分泌、腎素進入血據環中，在氯化物激活酶的活化作用下與肝合成的血管緊張素原（α球蛋白）形成血管緊張素Ⅰ（10肽），血管緊張素Ⅰ經過肺及腎循環，在轉化酶的作用下，形成血管緊張素Ⅱ（8肽），後者又經酶作用脫去天門冬氨酸轉化為血管緊張素Ⅲ（7肽）。
血管緊張素Ⅱ！可使周圍小動脈強烈收縮和心髒搏動加強而致血壓升高（血管緊張素Ⅲ的升壓作用較弱）。它們還作用於腎上腺皮質球狀帶，促使醛固酮分泌增加，引起鈉潴留和血容量增加，從而增加血管對此茶酚胺和血管緊張素Ⅱ等使血管收縮反應的敏感性，但同時也抑制腎素的分泌。然而不是所有高血壓病病人都有腎素分泌的增多，檢查證明，54％～64％的高血壓病病人血漿腎素活性正常，2O％～30％病人低於正常，約16％病人高於正常。
在腎原性高血壓的發病機制中腎素-血管緊張素-醛固酮系統起重要作用，但顯然只能解釋部分高血壓病的發病機制。此外腎髒還能通過某些前列腺素和胰舒血管素的擴張血管作用而調節血壓。
（5）、遺傳學說：
認為本病具單基因異常遺傳特性，可能在某一生化機制中存在缺陷；也有人認為本病的異常遺傳特性是多基因的，多個遺傳因子通過不同的機制影響血壓而引起總的血壓升高。
（6）、過多攝銷學說：
認為鈉潴留使細胞外液增多，引起心排血量增高，小動脈壁的含水量增高，引起周圍阻力增高；細胞內外鈉濃度比值的變化引起小動脈張力增高，均使血壓升高。也有人認為在本病發病機理中鈉的作用是有條件的，僅對有遺傳缺陷的人才起作用。
近年來研究提示，徐緩激肽和激肽系統及某些前列腺素有強大的舒張血管作用，其它鹽類固醇有時也起重要作用。這些激素的生理效應正在繼續研究中。神經遞質及受體的研究亦是高血壓病研究中的新動向，尤其是阻斷腎素軸，不同受體和神經遞質合成藥的問世和應用，為高血壓病發病原理的研究提供了新途徑。上述因素影響血流量和血管阻力之間的平衡而引起高血壓病。
目前看來，血管阻力異常似較心排血量異常更為重要，小動脈收縮的原因業已明了，正在研究收縮器的組成部分。有資料說明，細胞膜異常（一種或多種），如膜鈣泵缺乏，使細胞內、外鈣平衡失調，這可能是家族性高血壓病的原因之一。
此外，大腦皮質功能愛障礙可引起交感神經興奮，使腎上腺髓質分泌腎上腺素和去甲腎上腺素增多，進而促發高血壓病的發生。
祖國醫學認為本病與肝、腎有關。體質的陰陽偏盛或偏虛、氣血功能失調是發病的內在因素。其發病機理為上實下虛，上實為肝氣郁結，肝火、肝風上猶，氣血並走於上。下虛為腎陰虛報，水不涵木，肝失滋養，而致肝陽偏盛。日久陰損及陽，又導致陰陽兩虛，出現相應的征候。一般情況下早期多為肝陽偏盛，中期多屬肝腎陰虛，晚期多屬陰陽兩虛。
來自外界環境和體內的不良刺激，導致大腦皮質功能障礙，下丘腦神經內分泌中樞功能失調．血管舒縮中樞形成以血管收縮神經沖動占優勢的興奮灶，引起全身小動脈痙攣，周圍血管阻力增加，血壓升高。
小動脈長時間痙攣，導致髒器缺血，腎缺血時．腎小球分細胞分泌腎求增多，作用於血管緊張素原形成血管緊張素Ⅰ，後者轉化為血管緊張素Ⅱ，又轉化為血管緊張素Ⅲ，其中特別是血管緊張素Ⅱ使全身小動脈痙攣加重。
大腦皮質功能失調可能引起下丘腦和垂體分泌和釋放血管加壓素以及促腎上腺皮質激素釋放因子和促腎上陳皮質激素分泌增多，腎上腺皮質激素增多，使小動脈痙攣、鈉和水潴留。血管緊張素Ⅱ和Ⅲ刺激腎上腺皮質，使難固酮分泌增多·又引起鈉潴留，血容量增多。這樣血壓的增高就更鞏固。
