冠脉肌细胞内细胞器中Ca2+含量增多，较大冠脉中5-羟色胺受体异常。
1.心电图特点
(1)发作时心电图呈ST段暂时性提高，伴对应导联ST段压低，发作缓解后迅速恢复正常。
(2)多数病例可见ST段抬高的同时，T波增高变尖，发作缓解后原ST段抬高导联可出现T波倒置。
(3)发作前ST段呈压低或T波倒置，发作时可使ST段回升至等电位线，或T波直立，即所谓“伪改善”。
(4)发作时R波幅度增高或增宽，S波幅度减小，有时可出现u波倒置。
(5)发作时伴各种心律失常，如频发室早，Ront，窦性心动过缓，房室传导阻滞等。
(6)如果以后发生心梗，其部位往往是心绞痛发作时出现ST段抬高的导联。
2.24h动态心电监测(Hotler)
变异性心绞痛患者于心绞痛发作前可见到周期性(5～20min间隔)，无痛性ST段抬高，并有明显时间分布规律，从午夜零时至次日上午10时，尤其清晨(5～6时)发作最频，而上午10时至下午18时发作最少。
3.201Ti心肌显像
在休息时发作中可显示心肌缺血区充盈缺损，并在含化硝酸甘油后可恢复正常。
4.冠状动脉造影
发作时痉挛处的冠状动脉管腔完全闭塞或次全闭塞，远端不显影或显影迟缓，经硝酸甘油或硝苯地平冠状动脉内推注后可使痉挛解除，怀疑变异性心绞痛，但CAG正常或冠状动脉样硬化狭窄不显著者宜进一步作冠状动脉激发试验。
(1)碱激发试验：麦角新碱系冠脉血管平滑肌α-肾上腺素能受体和5-羟色胺受体的兴奋剂，可诱发冠状动脉痉挛，即将0.4mg麦角新碱用生理盐水稀释至8ml，每隔3～5min从静脉推注，逐次增量0.05mg(1ml)，0.1mg(2ml)，0.25mg(5ml)达总量0.4mg，每次给药后1min，3min，5min记录心电图，自觉症状并进行冠状动脉造影，试验结束后并经硝酸甘油以解除麦角新碱所致全身血管收缩作用，冠脉局灶性痉挛致血管狭窄≥70%，同时伴有心绞痛症状和(或)心电图改变者为阳性，临床确诊为变异性心绞痛患者中，试验几乎均为阳性，此试验有一定危险性，需有熟练的冠脉造影经验和插管技术，并需有一定的急救设备和丰富的急救经验。
(2)普萘洛尔试验：抑制冠状动脉受体，使β受体相对增强，后者可使冠状动脉张力增高，易使变异性心绞痛患者诱发冠状动脉痉挛;但对劳力型心绞痛患者可增加其运动耐受时间，故可用以鉴别劳力型与变异性心绞痛。
(3)阿司匹林激发试验：服阿司匹林2g，2次/d，共2天，在运动试验时如有ST段抬高并激发心绞痛为阳性，大剂量阿司匹林不仅抑制TXA2生成，而且亦抑制PGI2生成，使运动所致α肾上腺素能神经兴奋而引起冠状动脉张力增加，从而使变异性心绞痛发作加剧。
5.少数病人作心电图运动试验可诱发心绞痛及ST段抬高，冷加压试验，冷氏操作亦可使一部分病人出现典型改变。
