การมีกล้ามเนื้ออ่อนแรงและมีความเสี่ยงต่อหัวใจเต้นผิดจังหวะในผู้ป่วย TPP เกิดจากการที่มีระดับโพแทสเซียมในเลือดต่ำลงอย่างมาก ซึ่งโพแทสเซียมนั้นยังคงอยู่ในร่างกายแต่ถูกนำเข้าเซลล์ไปจากการที่เอนไซม์โซเดียม/โพแทสเซียม เอทีพีเอสซึ่งทำหน้าที่นำโพแทสเซียมเข้าเซลล์และนำโซเดียมออกจากเซลล์ทำงานเพิ่มขึ้นเกินระดับปกติ จึงทำให้มีโพแทสเซียมในเลือดลดต่ำลง ภาวะอื่นๆ ที่ทำให้เกิดโพแทสเซียมสูงหรือต่ำมักทำให้มีความผิดปกติของสมดุลกรด-เบสในร่างกาย ทำให้เกิดภาวะเลือดเป็นด่างเมตะบอลิกและภาวะเลือดเป็นกรดเมตะบอลิกซึ่งไม่พบใน TPP ภาวะมีโพแทสเซียมในเลือดน้อยเกินจะทำให้เซลล์กล้ามเนื้อเกิดไฮเปอร์โพลาไรเซชันทำให้รอยต่อกล้ามเนื้อกับประสาทตอบสนองต่อกระแสประสาทระดับปกติน้อยลง ทำให้กล้ามเนื้อมีการหดตัวน้อยลง จึงเกิดเป็นอาการกล้ามเนื้ออ่อนแรง[2]

ยังไม่เป็นที่ชัดเจนว่าความผิดปกติทางพันธุกรรมที่ค้นพบนั้นทำให้โซเดียม/โพแทสเซียม เอทีพีเอสทำงานมากผิดปกติได้อย่างไร เชื่อกันว่าเอนไซม์นี้ทำงานมากขึ้นเนื่องจากการกระตุ้นของฮอร์โมนไทรอยด์ ภาวะต่อมไทรอยด์ทำงานมากเกินทำให้มีระดับของคาเตโคลามีน (เช่น อะดรีนาลีน) ในเลือดเพิ่มสูงขึ้น ทำให้โซเดียม/โพแทสเซียม เอทีพีเอสทำงานมากขึ้นได้[1] จากนั้นการทำงานของเอนไซม์นี้จึงถูกเพิ่มขึ้นไปอีกด้วยสิ่งกระตุ้น เช่น การกินคาร์โบไฮเดรตมากขึ้นทำให้มีระดับอินซูลินเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งเป็นปัจจัยกระตุ้นโซเดียม/โพแทสเซียม เอทีพีเอสได้ เมื่อสิ่งกระตุ้นหมดไป การทำงานของเอนไซม์จะกลับมาสู่ระดับปกติได้[2] มีการเสนอว่าฮอร์โมนเพศชายเพิ่มการทำงานของโซเดียม/โพแทสเซียม เอทีพีเอสได้ ซึ่งจะอธิบายสาเหตุที่เพศชายมีโอกาสป่วยเป็น TPP ได้มากกว่าเพศหญิง ทั้งๆ ที่เพศหญิงมีโอกาสเป็นโรคไทรอยด์มากกว่า[3]

TPP ถูกใช้เป็นตัวอย่างต้นแบบของภาวะอื่นๆ ที่ใกล้เคียงกัน เรียกรวมๆ ว่า โรคที่มีความผิดปกติของแชนแนลโปรตีน (channelopathy) ซึ่งมีการกลายพันธุ์ในไอออนแชนแนล โรคในกลุ่มนี้ส่วนใหญ่มีอาการเป็นๆ หายๆ เช่นนี้เช่นกัน[5]