血液を送り出すために、心臓の筋肉は協調的なリズムで収縮を行います。収縮は心臓の筋肉を通る電気信号によってコントロールされています。
心臓は４つの部屋から成り立っています。上部の２つは心房、下部の２つは心室と呼ばれています。
右上部の部屋、つまり右心房は洞結節と呼ばれる細胞の集まりです。この部分が、心臓の「自然な」ペースメーカーなのです。洞結節は心拍をスタートさせる刺激を作り出します。
この刺激は心房を始めに通過し、その後上下の部屋をつなぐ通路である房室結節につながります。信号が心房を通過する間、心房は収縮し、血液を心房から心室へ送り出します。そのほんの一瞬後、房室結節から信号が左右の心室を通過する際、心室は収縮し血液を体内に送り出します。
心房細動を発症すると、心房に無秩序な信号が発せられます。その結果、心房が細動します。房室結節（心房と心室を電気的結合している組織）には、心室を通過しようとする刺激が過大に流れます。心室も速く拍動しますが、心房ほどではありません。というのも、房室結節は高速道路の入り口のような物で、一度に多くの車を運ぶことができないためです。この結果、不規則で速い心拍が生じます。心房細動を発症している際の心拍数は、1分間に100から175ほどです。通常の心拍数は1分間に60から100ほどです。
心臓構造の異常、損害が心房細動の最も一般的な原因です。心臓の弁や血液の排出システムに影響を与える病気、例えば長期間の高血圧なども一般的な原因です。しかし、明確な構造的心臓疾患がないにも関わらず心房細動を発症する人もおり、孤立性心房細動と呼ばれています。孤立性心房細動では、原因は明確でない場合がほとんどです。また、孤立性心房細動の場合、深刻な合併症が起きることは稀です。
心房細動の原因には以下の病気があげられます。