Le mécanisme du ronronnement n’est pas encore connu, les félins ne semblant pas posséder d’organe dédié particulièrement au ronronnement. Une première hypothèse suppose une contraction très rapide des muscles du larynx, ce qui comprimerait et dilaterait la glotte, faisant vibrer l’air au passage. Une autre, plus ancienne, évoque une vibration de la veine cave, amplifiée par les bronches, la trachée et les cavités nasales. Ces vibrations sonores se retrouvent chez la plupart des félins mais leur mécanisme et leur utilité sont encore mal expliqués. Cet état, comme le sommeil, pourrait être réparateur pour l’organisme du chat[30]. En effet, une hypothèse avance que le ronronnement, dont la fréquence se situe entre 25 et 30 Hz, peut avoir un pouvoir réparateur et même antalgique par rapport aux os, aux tendons et aux muscles. On pense que le ronronnement est également très bénéfique aux humains, notamment grâce à un effet relaxant[31].
Le ronronnement apparaît dès l’âge de deux jours lors de la tétée, où chatte et chatons communiquent par ronronnement ; ce phénomène apparaît aussi lors de la toilette des chatons par la mère[19]. Le ronronnement se manifeste le plus souvent lorsque l’animal éprouve du plaisir mais aussi de la souffrance : stressé, blessé et même en mourant, le chat peut ronronner. Enfin, le ronronnement sert aussi à communiquer, puisque la rencontre de deux chats déclenche des ronronnements[30].
Le chat ronronne le plus souvent pour exprimer la dépendance[19] : le chaton dépend de sa mère et de son lait, de l’homme lorsqu’il réclame des soins ou des caresses.