Atrieflimmer kjennetegnes av at elektriske impulser utløses uregelmessig og usynkronisert. Når det elektriske signalet ikke brer seg i muskelfiberet synkronisert, fører dette igjen til at muskelcellene i de ulike delene trekker seg sammen på ulike tidspunkt, på en ikke-synkronisert måte, hvilket totalt sett fører til at hjertemuskelen ikke trekker seg sammen i én synkronisert bevegelse. Isteden trekker vevet seg sammen lokalt, på ulike tidspunkt, slik at det får en «flimrende» bevegelse. Mangel på synkronisert sammentrekning gjør at blodet i atriene ikke pumpes til ventrikelen slik det skal, men isteden bare «renner igjennom» kammeret.