O coração actua como uma bomba, bombeando sangue por todo o corpo a cada batimento, fornecendo oxigénio e nutrientes aos tecidos e órgãos do corpo. Esta actividade mecânica do coração é controlada e governada pela actividade eléctrica, que normalmente tem origem no nó sinusal localizado nos átrios, que envia regularmente impulsos eléctricos, 60-100 vezes por minuto, para todas as partes do coração, causando contracções sequenciais e regulares em todas as partes do coração (átrios para os ventrículos). Na fibrilação atrial, a actividade eléctrica do coração já não é governada pelo nó sinoatrial e é substituída por uma actividade eléctrica rápida e desorganizada nos átrios, com a correspondente contracção rápida e irregular e diástole dos ventrículos. Na fibrilação atrial, o volume de sangue expelido do coração é reduzido em mais de um quarto ou mesmo 50%, especialmente na presença de função ventricular comprometida. A fibrilação atrial pode induzir ou exacerbar a insuficiência cardíaca e o edema pulmonar e induzir a isquemia miocárdica. A perda de contratilidade atrial pode levar à formação de trombos intra-atriais que, quando deslocados, podem causar embolia vascular cerebral ou outra embolia vascular periférica. A incidência de AVC isquémico em pacientes com fibrilação atrial é em média 5% por ano e representa 10%-15% dos enfartes cerebrais; os pacientes com fibrilação atrial não-valvar têm um risco 5-7 vezes maior de embolia cerebral do que aqueles sem fibrilação atrial, e a proporção é ainda maior quando o coração tem doença valvular (por exemplo, doença cardíaca reumática). O risco anual de tromboembolismo cerebral em pacientes com fibrilação atrial é de cerca de 5%, e a trombose devida à fibrilação atrial é responsável por 10%-15% dos enfartes cerebrais, e os AVC após a fibrilação atrial têm uma maior taxa de morte e incapacidade. Um estudo retrospectivo mostrou que 71% dos embolismos cerebrais resultaram em morte ou deixaram sintomas neurológicos graves dentro de 6 semanas após a observação. Em estudos prospectivos de ambos os sexos, 63% e 44% dos doentes com AVC com fibrilhação atrial morreram ou foram incapacitados, respectivamente.