Tiếng gừ gừ không phát ra từ việc mèo "nói" như tiếng meo thông thường, mà đến từ một cơ chế đặc biệt trong thanh quản. Não mèo gửi tín hiệu khiến các cơ quanh dây thanh co giãn liên tục, đóng mở khe thanh quản rất nhanh trong cả lúc hít vào lẫn thở ra. Luồng khí đi qua khe hẹp đang rung ấy tạo thành âm thanh đều đều, trầm và liên tục mà ta nghe thành tiếng gừ gừ. Vì âm này phát sinh cả hai chiều hô hấp nên nghe như một dòng âm thanh không ngắt quãng, khác hẳn tiếng meo chỉ phát ra khi thở ra.

Nguyên nhân cốt lõi là dao động thần kinh cơ ở thanh quản với tần số đặc trưng khoảng 25 đến 150 lần mỗi giây, tuỳ từng cá thể mèo. Mèo thường gừ gừ khi thoải mái, được vuốt ve hay khi mẹ mèo và mèo con giao tiếp lúc bú, đóng vai trò như tín hiệu an toàn và gắn kết. Nhưng các nhà khoa học cũng ghi nhận mèo gừ gừ cả khi bị đau, sợ hãi hoặc đang hồi phục sau bệnh, nên nhiều giả thuyết cho rằng tần số rung này còn giúp mèo tự xoa dịu và có thể hỗ trợ quá trình liền xương, liền mô nhờ tác động cơ học nhẹ nhàng lên cơ thể. Vì vậy gừ gừ không đơn thuần là dấu hiệu vui vẻ mà là một cơ chế tự điều chỉnh đa năng.

Bạn hẳn quen thuộc với cảnh chú mèo cuộn tròn trong lòng, gừ gừ đều đều khi được gãi cằm hay vuốt lưng, đó là lúc nó cảm thấy an toàn tuyệt đối. Nhưng cũng chính chú mèo ấy có thể gừ gừ nho nhỏ khi vừa trải qua một cú ngã đau hoặc đang nằm im dưỡng bệnh sau khi khám ở phòng khám thú y. Người nuôi mèo lâu năm thường phân biệt được hai kiểu gừ gừ này qua bối cảnh và ngôn ngữ cơ thể đi kèm, như tai cụp hay người co rúm lúc đau, khác hẳn dáng thả lỏng lúc thoải mái.

Nhiều người mặc định gừ gừ luôn có nghĩa là mèo đang rất vui và hài lòng, nên đôi khi bỏ qua các dấu hiệu bất ổn khác đi kèm. Trên thực tế mèo bị thương, ốm nặng hoặc căng thẳng nặng vẫn có thể gừ gừ, bởi đây có thể là phản xạ tự trấn an chứ không chỉ là biểu cảm vui sướng. Vì vậy nếu mèo gừ gừ nhưng đồng thời bỏ ăn, thu mình hay có biểu hiện đau, người nuôi nên quan sát kỹ và đưa đi khám thay vì chỉ yên tâm vì tiếng gừ gừ quen thuộc.