麻醉后寒战的发生机制尚未完全清楚。在Sessler的研究中，人体热量的分布被划分为中央室和外周室。中央室血流丰富，热量分布均匀、平衡，其温度（核心体温）可保持稳定于一个很窄的范围。外周室受外界温度的影响较大，并且在外周室的各个部分之间可能存在较大的温度差异。

中央室和外周室之间的热量处于动态变化之中。正常情况下，寒冷时外周血管收缩，使中央室和外周室之间热量的对流减少，从而减少体内热量散失以便保持中央室温度的稳定。但在麻醉状态下，由于交感神经功能被部分阻滞，外周血管对寒冷刺激的收缩反应减弱。这样体热由中央室快速向外周室传导（热量再分布），中心温度迅速下降，进而刺激机体温度感受器引起寒战反应。可见麻醉过程中体热的再分布是造成寒战的重要因素。如果在麻醉中降低体热的再分布，寒战的发生减少。有学者认为是因患者麻醉恢复过程中大脑体温调节中枢功能紊乱而发生。