V důsledku zúžení koronární cévy, která zásobuje srdeční sval, dochází při této nemoci ke snížení dodávky kyslíku do tohoto životně důležitého orgánu. Na srdci rozeznáváme tři hlavní tepny. Jedna zajišťuje prokrvení především přední stěny, druhá boční a zadní stěny a třetí pak zásobuje spodní stěnu. Zúžení kterékoliv z nich tak zhoršuje prokrvení srdce v příslušném povodí. Příčinou zužování koronárních cév je v naprosté většině případů právě ateroskleróza. Za významné považujeme zúžení, které omezuje průsvit tepny z více než 70 %, v určité lokalizaci je však významné již 50% zúžení koronární cévy. Při fyzické nebo emoční zátěži stoupá v srdci spotřeba kyslíku spolu se zvyšováním krevního tlaku a tepové frekvence. Zvýšená poptávka po kyslíku je hrazena rostoucím průtokem krve koronární cévou. V případě významného zúžení cévy však průtok nemůže adekvátně narůstat a dochází k ischémii.

Z výše uvedeného vyplývá, že k ischémii dochází nejprve při zátěži a teprve v případě kritického zúžení koronární cévy (vyšší než 90 %) k ní může docházet i v klidu. Ischémie, tedy nedostatek kyslíku v srdci způsobený nedokrvením, pak vede ke změnám, které označujeme jako ischemická kaskáda. Ta zahrnuje nejprve porušenou funkci srdečního svalu, jehož stahy se v postiženém povodí oslabují, dále změny elektrické činnosti, které se projeví na EKG a nakonec vzniká ischemická bolest, pro kterou se vžil termín stenokardie. Tato bolest má svá specifika, kterými se odlišuje od bolestí jiného původu.

Typická stenokardie je pacienty popisována jako tlaková, pálivá či svíravá bolest lokalizovaná plošně za hrudní kostí, která se často šíří do levé horní končetiny, do krku, dolní čelisti nebo zad. V některých případech je bolest lokalizována pouze v těchto místech. Typické jsou i okolnosti vzniku bolesti a délka jejího trvání. Bolest vzniká nejčastěji na vrcholu zátěže (chůze do schodů, do kopce, chůze v mrazivém počasí, rozčilení) a trvá většinou několik minut. Bolest vznikající v klidu a trvající déle než 20 minut již budí podezření z akutního infarktu myokardu. Ischemická choroba srdeční se tedy může projevit akutně jako infarkt myokardu, nestabilní angina pectoris či náhlá srdeční smrt nebo probíhá chronicky a projevuje se námahovými bolestmi na hrudi v případě stabilní anginy pectoris nebo stavu po prodělaném infarktu.