血浆中儿茶酚胺水平的变化显示不同的病态情形。一般通过不正常的儿茶酚胺水平可以断定两个方面：首先涉及到肾上腺髓质瘤，这些瘤结合了大量的儿茶酚胺导致循环失常。第二点涉及到心血管系统。（儿茶酚胺）含量超标会引发高血压和心肌梗塞，含量过低则通常导致低血压。儿茶酚胺含量水平的不同与心脏猝死、冠状心脏病和心脏不充血等也有潜在联系。

当交感—肾上腺髓质系统兴奋时，儿茶酚胺（CA）大量释放入血。各种休克时，血中CA比正常含量高几十倍甚至几百倍。去甲肾上腺素和肾上腺素兴奋α受体，使皮肤、腹腔脏器和肾脏小血管收缩，血液灌注量少，微循环缺血。肾上腺素还能兴奋β受体，使动静脉短路开放，血液绕过真毛细血管网直接进入微静脉，加重组织缺血缺氧；肺微循环的动静脉短路开放，影响低氧静脉血的动脉化，是PaO2降低。