对术后精神障碍的机理至今仍然不清楚，涉及到中枢神经系统、内分泌和免疫系统的紊乱。一般认为，术后精神障碍是在老年病人中枢神经系统退化的基础上，由多种因素造成中枢神经递质系统的进一步紊乱所引起的急性精神紊来自乱综合征。
1 脑损伤
一些研究显示，体外循环术后血浆中神经元特异性烯醇化酶（NSE）和S-100?蛋白浓360问答度升高，且与术后精神障碍发生密切相关。NSE和S-100?蛋白分别与神经元李谈让和神经胶质细胞损害有关，但没有报道证实存在神经元或神经胶质细胞形态学方面的改变。术后精神障碍与脑损伤的关系有待动物实验的支持。
2 中枢神经递质系统
乙酰胆碱（Ach）参与注意，记忆和殖睡眠过程，而且对代谢性和毒性侵害高度敏感，许多药物（如抗胆碱药）附封需味夫着永王饭甲号和病理变化可造成中枢神经系统Ach水平的进一步下降。资料显示，Ach和5－HT在药物和手术引局应儿质知议孔民起的精神障碍中发挥重要作用，抗胆碱药物可引起搞的快师术后精神紊乱的发生。
5－羟色胺（5－HT）和去甲府肾上腺素（NE）在学习、睡眠、以及唤醒调节等方面发挥重要作用，参与术后精神障碍的病理过程。一些研究显示，血浆色氨酸和中枢5－HT水平的下降与精神障碍有关。Stanford-BJ等研究证实，5-HT摄取抑制剂可导致术后精神障碍的发生，而Bayindir等却研究发现5-HT3受体拮抗剂对心内直视手术后精神紊乱具有治疗作用。
谷氨酸（担注顺格沙防仍Glu）和γ-氨基丁酸（GABA）分别是脑内重试密要的兴奋性和抑制性神经递质，它们的水平及受体的异常参与术后精神障碍的石印发病机制。
3 下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴和免疫系统
下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴和免疫系统的功能和精神紊乱的发生侍袜有密切的关系。应激和创伤可导致下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴功能亢进和免疫系统的黄热济德法又厚反导如业激活，引起循环中糖皮质激素浓度增高以及神经系统中炎性细胞因子（IL-1、IL-2、IL-6和α-TNF）的释放，造成中枢Ach、5－HT和NE等递质系统的紊乱，导致精神紊乱的发生。另外，低T3综合哪局征以及血脑屏障损害也可造成神经递质系统的紊乱
