A fisiopatologia da síndrome envolve a compressão da veia cava inferior pela artéria mesentérica superior, levando à congestão renal bilateral e varicocele.

O fenômeno de Nutcracker posterior ocorre quando a veia renal esquerda é comprimida entre a aorta e a artéria mesentérica superior, sendo a forma mais comum e sintomática.

O fenômeno de Nutcracker anterior refere-se à compressão da veia renal esquerda entre a artéria mesentérica superior (AMS) e a aorta abdominal, levando à hipertensão venosa renal e ruptura de veias calicinais.

A síndrome é causada pela compressão da artéria renal esquerda pela veia mesentérica superior, resultando em isquemia renal e hematúria.