尽管SBS的发病涉及不同的反应机理，因而很复杂。然而有关SBS发病机理的研究仍然在不断深入。SBS发病主要涉及到：刺激症状、过敏症状和全身症状。
比较著名的有W.S.Cain学说和G.D.Nielsen学说。这里仅对G.D.Nielsen等的学说简介如下：在眼、鼻、咽部和上呼吸道黏膜中分布有大量的三叉神经的无髓鞘Aδ纤维。在无髓鞘C纤维和薄髓鞘Aδ纤维膜中镶嵌有感觉性刺激受体(Sensory Irritant Receptors，SIR)和阳离子/钙通道(Cation/Ca2+ Channel)的蛋白复合体。VOC和甲醛等能够通过物理性吸附和/或化学反应的方式激活SIR，从而打开阳离子/钙通道，然后引起钙内流。细胞内钙的积累又可以导致神经细胞在局部和中枢的纤维末梢内P物质(Substance P，SP)和降钙素基因相关(Calcitonin Gene-related Peptide，CGRP)颗粒的脱颗粒。当SP和CGRP脱颗粒发生在中枢神经系统时，即可产生刺激感觉和全身症状，当发生在眼、鼻、咽部和上呼吸道黏膜，则会发生局部炎症等反应。
