La PND es causada en parte por la depresión del centro respiratorio durante el sueño, que puede reducir la tensión arterial de oxígeno, particularmente en pacientes con enfermedad pulmonar intersticial y distensibilidad pulmonar reducida.
Similar a la ortopnea, en la posición horizontal hay una redistribución del volumen sanguíneo de las extremidades inferiores a los pulmones. En individuos normales, esto tiene poco efecto en los pulmones, pero en pacientes en los que el ventrículo izquierdo no puede bombear el volumen adicional debido a la debilidad del ventrículo izquierdo, hay una reducción significativa en la capacidad pulmonar que resulta en dificultad para respirar. Además, en pacientes con insuficiencia cardíaca congestiva, la circulación pulmonar ya puede estar sobrecargada debido a la falla del ventrículo izquierdo. Cuando una persona se acuesta, el ventrículo izquierdo es incapaz de igualar la salida de un ventrículo derecho que funciona con más normalidad al aumentar el retorno venoso a los pulmones; causando congestión pulmonar. La congestión pulmonar disminuye cuando el paciente adopta una posición más erguida, y esto se acompaña de una mejoría de los síntomas.