冠心病的病因主要是冠状动脉粥样硬化，而动脉粥样硬化的原因则是多种因素综合作用的结果。西医认为，高血压、高血脂、高体重、高血糖、肥胖、高年龄以及吸烟、家庭、金属微量元素等因素都可能与此相关。
中医将冠心病归类为“胸痹”、“真心痛”，认为其发病原因主要有：（1）七情内伤，即情绪波动剧烈，气郁不畅，导致气滞血瘀，心脉受阻，不通则痛；（2）饮食不节，暴饮暴食，尤其是高脂食物的无节制摄入，导致脾胃失调。中医认为脾属土，土生于火，脾为心之子，子病殃母，影响心脏健康；（3）寒冷刺激，寒则凝，温则行，寒冷影响血脉正常运行，导致冠状动脉收缩、痉挛，造成心肌缺血。
冠状动脉粥样硬化是冠心病中最常见的狭窄性冠状动脉疾病，尤其是肌壁外冠状动脉支的动脉粥样硬化更为常见。冠状动脉近侧段好发动脉粥样硬化，这与它承受最大的收缩压撞击有关，同时冠状动脉血管树由于心脏形状而承受较大的血流剪应力。据统计，我国6352例尸检统计，病变的总检出率、狭窄检出率和平均级别均以前降支最高，其余依次为右主干、左主干或左旋支、后降支。20～50岁男性病变检出率显著高于女性，60岁以后男女无明显差异。病变特点表现为粥样硬化斑块多在近侧段，且在分支口处较重，早期呈分散节段性分布，随疾病进展可互相融合，横切面呈新月形，管腔狭窄。根据斑块引起管腔狭窄的程度分为4级。
冠状动脉痉挛也是冠心病的原因之一。研究表明，急性心肌梗死病例中，冠状动脉血栓形成率仅为30%，发作后12小时内死亡患者中也只占50%，这提示至少有相当部分病例是由于冠状动脉痉挛引起。近年来，由于心血管造影技术的应用，证实冠状动脉痉挛可引起心绞痛和心肌梗死。
炎症性冠状动脉狭窄也可引起冠心病，如结节性多动脉炎、巨细胞性动脉炎、高安动脉炎、Wegener肉芽肿病等均可累及冠状动脉，梅毒性主动脉炎也可造成冠状动脉口狭窄，但这些情况相对少见。
