血漿中兒茶酚胺水平的變化顯示不同的病態情形。一般通過不正常的兒茶酚胺水平可以斷定兩個方面：
首先涉及到腎上腺髓質瘤，這些瘤結合了大量的兒茶酚胺導致循環失常。
第二點涉及到心血管系統。（兒茶酚胺）含量超標會引發高血壓和心肌梗塞，含量過低則通常導致低血壓。兒茶酚胺含量水平的不同與心臟猝死、冠狀心臟病和心臟不充血等也有潛在聯系。
當交感—腎上腺髓質系統興奮時，兒茶酚胺（CA）大量釋放入血。各種休克時，血中CA比正常含量高幾十倍甚至幾百倍。去甲腎上腺素和腎上腺素興奮α受體，使皮膚、腹腔臟器和腎臟小血管收縮，血液灌注量少，微循環缺血。腎上腺素還能興奮β受體，使動靜脈短路開放，血液繞過真毛細血管網直接進入微靜脈，加重組織缺血缺氧；肺微循環的動靜脈短路開放，影響低氧靜脈血的動脈化，使PaO2降低。