Les causes exactes de l’urticaire au froid demeurent peu connues.
Cependant, plusieurs mécanismes sont suspectés. Les principales hypothèses incluent l’auto-immunité, l’auto-allergie et des anomalies dans la détection de la température par la peau. L’exposition au froid pourrait déclencher la formation de nouveaux autoantigènes, entraînant chez les individus sensibilisés une activation des mastocytes dépendante des immunoglobulines E (IgE), ce qui se traduit par l’apparition de plaques d’urticaire.
Certaines études ont mis en évidence la présence d’auto-anticorps dirigés contre les IgE ou les récepteurs des mastocytes chez certains patients, suggérant un rôle possible de l’auto-immunité de type IIb. Chez certains patients, des facteurs histaminoréactifs circulants pourraient également contribuer aux réactions cutanées, indépendamment des IgE. Par ailleurs, les mastocytes, des cellules immunitaires, participent à la survenue de la réaction allergique. Leur dégranulation rapide après exposition au froid déclenche la libération d’histamine et d’autres médiateurs inflammatoires, comme les prostaglandines et le TNF-α.
De plus, les canaux ioniques sensibles au froid de type TRP (TRPM8 et TRPA1) semblent participer à la détection du froid au niveau cutané et à la modulation des réponses inflammatoires. D’autres facteurs, comme la présence éventuelle de cryoglobulines ou des anomalies dans le contrôle enzymatique des mastocytes, pourraient jouer un rôle secondaire dans la physiopathologie de la maladie.
Enfin, il existe une forme héréditaire familiale d'urticaire au froid. Il s'agit dans ce cas d'une maladie génétique à transmission autosomique dominante qui est présente tout au long de la vie de la personne. Ce type particulier de transmission signifie que la mutation se trouve sur un chromosome non sexuel et qu'il suffit qu'un seul exemplaire du gène soit touché pour que la maladie se développe. Cette forme d'allergie au froid est très rare et aurait un lien avec le microbiote intestinal.
L'urticaire au froid peut survenir d'un coup chez une personne saine, puis disparaître sans explications quelques années plus tard. Les jeunes adultes et les femmes seraient plus souvent touchés.