未明。本病的基礎是肺毛細血管障礙，主要有兩方面的推測：①發育缺陷，由于原發性肺泡上皮發育與功能異常，使血管的機械穩定性發生障礙，或肺的彈性纖維發育缺陷，但不能被組織學檢查所證實。②由免疫反應所致。病人肺內可有肥大細胞積聚；網狀內皮系統中漿細胞增多；1/8～1/5的病人有嗜酸性白細胞增多；少數病例還同時患其他免疫病。有人發現某些已經證實或可能為肺含鐵血黃素沉著癥的嬰兒以牛奶作皮試呈陽性反應，且血清牛奶沉淀素陽性，戒斷牛奶后癥狀消失。但一些已經證實為肺含鐵血黃素沉著癥的病兒，上述試驗呈陰性反應。
其它提到的原因為動物蛋白攝入，吸入有毒物質等(如有機農藥)。
肺重量增加，切面可見彌漫性棕色色素沉著，鏡檢可有肺泡上皮壞死，增生，局部毛細血管擴張，肺泡和間質內有吞噬含鐵血黃素的巨噬細胞，后期可有彌漫性間質纖維化。電鏡提示有廣泛毛細血管內皮細胞腫脹，內膜有蛋白沉積。肺組織洗滌、干燥后，組織內含鐵量仍高于正常肺5～200倍。且與病情成正比。