A causa della brevitá della durata dei sintomi e della loro comparsa sporadica, allo stato attuale non esistono studi che ne abbiano chiarito le cause precise e la fisiopatologia. Esistono tuttavia osservazioni che suggeriscono che questa patologia sia dovuta a spasmi della muscolatura liscia rettale. Infatti si sono notati disfunzioni dei muscoli anorettali durante gli episodi di proctalgia fugace; la stessa muscolatura non ha invece disfunzioni nelle fasi tra gli attacchi. Molti pazienti vengono descritti come abnormemente perfezionisti, ansiosi o ipocondriaci. Purtuttavia non viene ad oggi più accettata la causa psicosomatica, nonostante lo stress possa scatenarne i sintomi.