I sintomi di POTS possono essere causati da diversi meccanismi fisiopatologici distinti. Questi meccanismi sono poco compresi, e possono sovrapporsi, con molte persone che mostrano funzionalità di più tipi di POTS. Molte persone con POTS presentano bassi volumi di sangue (ipovolemia), che possono ridurre la velocità del flusso sanguigno al cuore. Per compensare ciò, il cuore aumenta la sua gittata cardiaca battendo più velocemente, portando ai sintomi di presincope e tachicardia riflessa.