Winterhanden ontstaan door een abnormale reactie van de kleine bloedvaten in de huid bij blootstelling aan kou.
De normale reactie bij blootstelling aan een koude omgeving is dat de oppervlakkige kleine vaten minder bloed doorlaten (vasoconstrictie), zodat er minder bloed naar de huid gaat. De kerntemperatuur van het lichaam blijft daardoor op peil, de temperatuur van de huid daalt. Als de huidtemperatuur te laag wordt, treedt een beschermingsmechanisme in werking, de vaatjes worden juist opengezet (vasodilatatie) en de huid warmt snel op, wordt rood en warm, gaat gloeien
De kleine haarvaten in de oppervlakkige lagen van de huid gaan wel maximaal openstaan, in een poging om de afsluiting in de diepte op te vangen. Het gevolg daarvan is rode, gloeiende, vaak jeukende of branderige plekken op de aan kou blootgestelde plekken, vooral de vingers, handen, tenen en voeten. Maar ook de hielen, onderbenen, dijen, neuspunt, en de oorranden.