中毒性心肌炎是指生物毒素或化学毒物所致的心肌炎症性病变，是由多种病因所致的一组疾病。心肌受毒素或毒物作用，可产生心肌细胞变性、坏死或炎性细胞浸润以及心脏间质水肿、充血等病理性改变。很多种微生物都可以产生内毒素，如白喉杆菌、伤寒杆菌、肉毒杆菌、痢疾杆菌、链球菌等感染后产生外毒素、内毒素入血，随着血液循环进入全身，作用于心肌细胞时可以产生心肌损害造成相应的心肌炎，其他感染性疾病也可以导致合并中毒性心肌炎。路德维咽峡炎是口底、颌下、颈部的一种弥漫性化脓性蜂窝织炎，病情发展异常迅猛，尤其可引起败血症、窒息、中毒性休克以及中毒性心肌炎。
另外，某些生物毒素如乌头碱、河豚毒素、蟾酥、毒蕈碱以及蛇毒等也可引起心肌损害。一些化学物质以及药物如奎尼丁、奎宁、依米丁、锑剂、有机磷、有机汞、毒鼠强、砷、二甲苯、一氧化碳以及抗肿瘤药物多柔比星（阿霉素）、柔红霉素等也可引起心肌损害，产生中毒性心肌炎。其中，目前临床常用的一些抗肿瘤药物如多柔比星导致的中毒性心肌炎比较常见。多柔比星是对多种肿瘤有明显的疗效的化疗药物，其对心脏毒性较大。有人通过对小鼠给予多柔比星研究其致中毒性心肌炎的机制，认为多柔比星在体内诱导产生半醌自由基是其引起心肌损害的主要机制之一。有人研究发现，接受多柔比星治疗的患者心肌组织均有不同程度的心肌损伤，即使停药后，其心肌病变仍继续存在、进展。