Sairaus aiheutuu puutteellisesti toimivasta komplementin C1-esteraasi-inhibiittorista, joka on tärkeä säätelevä proteiini komplementtiketjussa. Kohtauksien aikana kehittyy vasoaktiivisia amiineja, mm. bradykiniinia.

• HAE tyyppi I (85%) johtuu komplementin C1-esteraasi-inhibiittorin alentuneesta pitoisuudesta. 
• HAE tyyppi II (15%) johtuu komplementti C1-esteraasi-inhibiittorin vajaatoiminnasta. 
• Komplementin kulumisen ja hallitsemattomalle aktivoitumiselle lisäksi C4-arvot ovat madaltuneet. Arvot ovat matalimmillaan kohtausten aikana, mutta tyypillisesti madaltuneita kohtausten välisenä aikana.