환자는 보통 심계항진이나 가슴 답답함, 경미한 현기증을 주소로 의사를 찾거나 혹은 건강진단 등에서 우연히 발견하게 되는데, 촉진이나 청진시에 환자의 맥이 아주 불규칙한 것이 특징이다. 확진은 심전도를 측정하면 쉽게 진단할 수 있는데, 심전도에서는 뚜렷한 P파를 발견할 수 없고 RR 간격이 아주 불규칙하게 변화하는 양상을 보인다. 이는 심방의 여러 부위에서 분당 350-600회 정도의 빠른 속도로 맥을 생성해 내고, 이러한 맥이 방실결절의 불응기에 걸려 심실로 불규칙하게 전달되기 때문이다.
심방세동이 유발되었다가 자연적으로 소실되는 양상이 발작적으로 반복되는 유형을 발작성이라고 하고, 한번 시작된 심방세동이 계속 지속되는 경우를 지속성 또는 영속성으로 분류한다. 항부정맥 약제나 전기충격에 의한 동율동 전환요법으로 정상맥으로 전환이 가능한 경우는 주로 지속성 심방세동으로, 여러 번의 동율동 전환요법의 시도에 실패하거나 수 시간 내에 재발한 경우는 영속성 심방세동으로 분류한다. 간혹 임상에서는 이러한 지속성과 영속성의 구분이 애매해서 만성 심방세동이라 부르기도 한다. 심방세동의 최대 지속 시간에 따라, 최고 7일 이내인 경우 발작성으로, 7일 이상 지속되면 지속성 혹은 만성으로 분류하는 것이 일반적이다. 또한 동율동 전환요법이 한 번도 시행되지 않은 경우에는 심방세동이 1년 이상 지속되는 경우 영속성 심방세동으로 분류하기도 한다.

심방세동이 갑자기 발생하게되면 심방세동의 심실로의 전도되는 박동수에 따라 심계항진, 가슴답답함, 호흡곤란, 및 실신에 이를 수 있습니다. 심방세동은 나이가 듦에 따라 발생빈도가 점점 증가하는 부정맥으로 지속성일 경우 심방의 크기가 점점 커지고 심방에서의 혈액순환이 제대로 이루어지지 않고 정체가 되어 혈전이 생길 수 있는 기회를 제공하게 됩니다. 이런 혈전이 후에 색전이 되어 뇌경색, 신장경색, 장허혈 및 장경색 등의 주요한 원인이 될 수 있습니다. 따라서 심방세동 환자의 경우 혈전색전증의 위험이 높은 경우 이를 예방하기 위해 항응고제 및 항혈소판제제의 사용이 필요합니다.

심방세동의 원인은 크게 두 가지로 나누어 생각할 수 있는데 심장이 원인인 경우와 심장 외적인 원인으로 생기는 경우이다. 대부분의 경우 심방세동은 심혈관 질환과 연관되어 있는데, 특히 고혈압, 관동맥질환, 심근병증, 판막질환 (특히 승모판막 질환) 환자에서 흔히 발생한다. 또한 심장수술, 심근염, 심낭염에 합병되어 발생하기도 한다. 심방세동이 WPW 증후군에서 발생될 수도 있는데 이 경우, 우회로로 빠른 전도가 일어나 심박동수가 200회 이상으로 빨라져서 실신이나 돌연사에 이르는 등 치명적일 수 있다.
다른 유발 조건으로는 많은 양의 알코올 섭취, 갑상선 기능항진증, 호흡기질환 (폐색전증도 포함), 고령 등을 들 수 있다. 수면 무호흡증, 미주신경이나 교감신경의 항진도 모두 심방세동의 발생과 연관될 수 있다. 원인이 되는 기저질환이 없는 경우를 ‘고립성(lone) 심방세동’이라 부른다.

환자의 병력, 신체 검사를 통하여 심방세동의 원인에 대하여 찾아 보아야 한다. 특히 갑상선 기능 항진증과 같이 가역적인 원인이 있는 경우에는 그 원인을 교정하여 주면 심방세동이 치료되는 경우가 있으므로 중요하다. 심방세동 환자에게 최소한의 검사로 12유도 심전도, 흉부방사선, 심초음파, 일반 혈액검사와 갑상선검사가 필요하다. 심초음파 검사를 통하여 판막의 이상 유무, 심장 특히 심방의 크기, 심근비후 여부, 심낭질환 등을 알 수 있다.
그 외에 운동부하검사를 통하여 환자의 증상이 운동과 연관이 있는지, 운동 중 심박동수가 어떻게 변하는지를 확인할 수 있고, 24시간 홀터 검사를 시행하여 발작성 유무, 일상 활동에서의 심박동수의 조절 정도를 확인 할 수 있다. 동율동 전환 전에는 경식도 초음파를 시행하여 좌심방내의 혈전 유무를 확인하여야 한다.