肺栓塞的病因和病理生理大致上可以包括3个环节——肺外嵌塞物(栓子)的形成;肺动脉或分支的机械性阻断及其直接引起的肺血流动力学障碍;栓塞后体液-反射机制引起的肺血液和呼吸动力学变化。
1.血栓形成 肺栓塞现代诊疗学的重要基础是，认识到深部静脉血栓形成与肺栓塞之间的密切关系，绝大多数的肺栓塞可以认为是深静脉血栓形成的合并症或它的临床表现。国外许多资料表明，90%以上有临床表现的肺栓塞，其栓子都来自于下肢近端深静脉(奈静脉、股静脉)。血栓脱落后通过循环到肺动脉引起栓塞。资料还表明，下肢近端深静脉血栓形成并发肺栓塞率可达50%以上，但大多数没有明显临床症状;来自腓肠部或以远的静脉血栓一般也没有明显临床症状。这可能是较小的血栓没有引起明显的肺血液-呼吸动力学变化之故。深静脉血栓形成初期由于血栓松脆，纤溶过程比较活跃而发生肺栓塞的危险性最高。血流淤滞、高凝状态、高黏状态及静脉内皮损伤是血栓形成的促进因素。因此，创伤、手术、长期卧床、静脉曲张、糖尿病、肥胖等都可能是肺栓塞的危险因素。下肢近端深静脉血栓脱落处的残余血块还可能导致肺栓塞的再发。
2.心脏病 据认为是我国肺栓塞最常见的原因，占40%。可见于各类心脏病，它多发于合并有房颤、心力衰竭、亚急性细菌性心内膜炎时。其嵌塞物多为右心腔血栓，也可为细菌性栓子。
3.恶性肿瘤 据认为也是我国肺栓塞常见的原因，占35%，常见于肺癌、消化系统肿瘤、绒癌、白血病等。其嵌塞物中1/3为瘤栓，2/3为血栓。
4.其他 罕见的嵌塞物还可见于长骨骨折时的脂肪滴、分娩时的羊水、意外事故或减压病时的空气栓子。
肺栓塞时栓子机械性阻塞将导致肺循环血流动力学障碍。一般认为，肺血管床阻塞≥30%时肺动脉平均压开始升高;≥35%时右心房压升高;≥50%时肺动脉平均压及肺血管阻力显著增高，引起急性肺心病。肺栓塞时除栓子机械性阻塞外，还有复杂的体液因素和神经反射的参与。肺栓塞时5-羟色胺、血栓素、白三烯、血小板活化因子等细胞因子的释放，以及神经-体液反射将加重肺血流动力学障碍，甚至引起局部支气管收缩、肺不张、肺水肿、肺泡内出血、肺泡壁坏死，临床上表现为呼吸困难、发绀、肺部?音等。