A PMR ocorre devido a degradação das proteínas plasmáticas, liberando os fármacos ligados e aumentando a concentração plasmática após a morte do paciente.

A localização anatômica da coleta de sangue não influencia na concentração plasmática do fármaco mesmo para os que sofrem PMR. 

A PMR ocorre devido a difusão passiva do fármaco a partir de órgãos como pulmões, fígado e coração para o sangue, sendo influenciada pelas propriedades do fármaco, como o volume de distribuição, a lipofilicidade e o pKa.

Fármacos com menor lipofilicidade são mais susceptíveis a PMR, e por esse motivo, este fenômeno não ocorre com antidepressivos, opioides e barbitúricos. 

Apesar da PMR, os níveis plasmáticos do fármaco post mortem sempre se equivalem às concentrações plasmáticas antes da morte.