É causada por alterações na imunidade dentro e fora do sistema nervoso, resultando no ataque à bainha de mielina, que tem a função de acelerar a transmissão ao longo dos neurônios. As lesões são causadas por inflamação e por degeneração desde o início da doença. A primeira, mais evidente nos primeiros anos, é caracterizada pelos "surtos", que tem como principais sintomas turvação visual, visão dupla, incoordenação, fraqueza e sintomas sensitivos que surgem em poucos dias, e "remissões" que consistem na recuperação gradual destes sintomas ao longo de algumas semanas.  A segunda é caracterizada por uma progressão lenta de problemas como dificuldade de marcha, esquecimentos e fadiga, mais evidentes com a evolução da doença ao longo de anos. 

A miastenia gravis faz parte de um grupo de doenças que afeta a junção neuromuscular - a comunicação entre as terminações dos nervos motores e os músculos. Anticorpos atacam componentes dessa junção, dificultando a transmissão nervosa, sendo os mais comuns o anti-receptor de acetilcolina (anti-AChR) e o anti-tirosina quinase músculo-específica (anti-MuSK). As principais marcas da doença são visão dupla e fraqueza nos quatro membros que evoluem de forma flutuante ao longo do tempo.