睡眠呼吸暫停綜合徵患者常在剛入睡後即出現上氣道狹窄，表現為鼾聲大作；當上氣道堵塞後鼾聲消失，出現呼吸暫停。每一次呼吸暫停發作，機體都會出現相應的病理生理改變。
(1)低氧及高二氧化碳血症：呼吸系統的基本功能就是要吸入氧氣，排出機體代謝產生的二氧化碳。窒息發生後，血液中的氧氣逐漸下降，二氧化碳逐漸升高，血液酸度增加，嚴重時可出現酸中毒。不同的患者發生呼吸暫停後其缺氧的嚴重程度不同，這取決於呼吸暫停持續的時間長短、機體耗氧量的大小、呼吸暫停發生前血液內氧氣含量的多少、患者肺容量的高低、原來有無心肺疾病等。一般來講，肥胖者的氧耗量大、呼吸暫停發生前肺的容量小，因而較短時間的呼吸暫停就會導致明顯的缺氧及高二氧化碳，他們對缺氧的耐受性差。
(2)睡眠紊亂：睡眠呼吸暫停發生後，缺氧及二氧化碳升高都會刺激機體的保護機制，引起呼吸運動加強，胸腹部劇烈起伏，甚至全身都劇烈運動以對抗窒息，直至覺醒後氣流恢復為止。因而患者反復覺醒，很難進入深的睡眠期，睡眠質量很差。但大多數患者對此渾然不知，不過看了睡眠腦電圖監測後，對患者睡眠紊亂的情況就會一目了然了。
(3)脈搏的變化：正常心跳的節律受機體的自主神經即交感神經和副交感神經系統的調節，不受人主觀意識的影響，我們不能像控制呼吸那樣根據我們的意願讓心跳隨意變慢或變快。正常人在睡眠時，使心跳變慢的副交感神經的活動功能占主導地位，因而心率下降、脈搏變慢。而睡眠呼吸暫停綜合徵患者在睡眠狀態下心率的變化與正常人不同，脈搏常在呼吸暫停發生時變慢，甚至出現心臟傳導阻滯、心臟停跳，呼吸暫停結束後心跳加速，超過100次，達到心動過速的程度，心率忽快忽慢，波動幅度極大。這與睡眠呼吸暫停引起的缺氧、覺醒後自主神經的功能紊亂都有關係。
(4)胸腔壓的波動：人吸氣時，胸腔壓低於大氣壓，氣體進入肺內；呼氣時則相反，胸腔內壓高於大氣壓，氣體排出肺臟。正常人呼吸時，胸腔內壓波動不大，而發生睡眠呼吸暫停時，胸壁劇烈運動，吸氣時胸腔內的負壓可降低至低於大氣壓7．85千帕的水平，而呼氣時胸內壓明顯升高。由於心臟及許多大血管都在胸腔內，因而胸腔壓的劇烈波動會對心血管系統的功能產生巨大影響，如心臟變大變小、血管擺動，這些都已通過超聲波攝像得到證實。
(5)血壓波動：正像心率的變化一樣，在睡眠呼吸暫停過程中，血壓的波動也十分明顯，在呼吸暫停結束時血壓可升高20％左右，達到高血壓的水平。血壓的波動除了受胸腔內壓力波動的影響外，與睡眠呼吸暫停所致的缺氧、覺醒、自主神經系統的功能變化特別是交感神經活動加強也有關係。
(6)腦的血液供應及顱內壓力的變化：正常人在非快動眼睡眠時腦的血液供應量及顱內壓力都有所下降，在快動眼睡眠期略有上升；但阻塞型睡眠呼吸暫停綜合徵患者不同，顱內壓隨著呼吸的變化而變化，在呼吸暫停終止時最高，而腦的血液供應量則下降。顱內壓的升高與阻塞型睡眠呼吸暫停所致的高二氧化碳血症引起的腦血管擴張及動脈血壓升高有關。這可能是許多睡眠呼吸暫停綜合徵患者晨起頭痛的一個原因，顱內壓升高還可引起眼壓升高，患者晨起後出現眼球脹痛。
(7)內分泌激素水平的變化：機體內的許多內分泌激素，如生長激素、雄性激素、兒茶酚胺、心房利鈉月太、胰島素等的分泌都與睡眠有關，睡眠呼吸暫停綜合徵患者由於睡眠結構紊亂，不可避免地影響這些激素的分泌。
生長素對人體的生長發育起著十分重要的作用，它的分泌與慢波睡眠即3十4期非快動眼睡眠的出現密切相關，尤其是在小兒，如果患有睡眠呼吸暫停綜合徵，慢波睡眠減少，生長素分泌減少，生長發育遲緩；在成人患者，生長激素分泌減少可以引起機體脂肪與肌肉發育比例失衡，脂肪過分增加，肥胖加重，經過有效治療徹底去除睡眠呼吸暫停後，生長激素的分泌即可達到正常水平。
睾丸酮是一種雄性激素，有些陽痙患者血中的含量較低。睡眠呼吸暫停引起的缺氧，可抑制其分泌，經過有效治療呼吸暫停後，血中睾丸酮水平會明顯上升，睡眠呼吸暫停引起的性功能低下可以恢復。
其他許多激素的分泌都不同程度地受到呼吸暫停的影響，它們的變化與睡眠呼吸暫停引起的高血壓、夜間多尿等症狀有關。
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