(一)發病原因
多見於長期(1年以上)大劑量服用阻滯多巴胺能受體，或與之結合的抗精神病藥，尤其吩噻嗪類如氯丙嗪、奮乃靜，丁酰苯類如氟呱啶醇等，可引起TD 。某些多巴胺藥物如左旋多巴、美多巴、帕金寧，安定劑也可引起類似TD不自主運動。偶見於長期服用抗抑鬱藥、抗PD藥、抗癲癇藥和抗組胺藥患者，減量或停藥易發生。
相關因素包括：①年齡、性別因素：年老者易發生，不易恢複，女性多於男性;②腦病變患者使用抗精神病藥易發生，陰性症狀精神分裂症患者TD發病年齡早，發生率高;③藥物因素：藥物劑量及治療持續時間與TD發生有關，多見於治療早期發生Parkinson綜合征患者。
(二)發病機製
造成遲發性運動障礙的發病機製不清，中樞多巴胺能神經元受損是一種學說。也有報道提出GABA能係功能減退、自由基產生的神經毒性、抗精神病藥對神經係統的直接作用等學說。
一般認為長期服用大劑量抗精神病藥物吩噻嗪類及丁酰苯類等，可長期阻滯突觸後多巴胺受體(DR)，使突觸前多巴胺(DA)合成及釋放反饋性增加，突觸後DR對DA反應敏感性增強，產生DR超敏，處於去神經增敏狀態(denervation hypersensitivity)，生理劑量的DA可引起運動障礙，與用左旋多巴或停用抗精神病藥後往往誘發或使症狀加重相符，也支持利舍平可減輕TD症狀，氟呱啶醇可暫時掩蓋症狀，DA增效劑可使症狀惡化等。
病理改變：屍體解剖顯示黑質及尾狀核細胞退行性變和萎縮。
