胸膜腔是臟-壁層胸膜間的一個閉合的腔。由于肺的彈性回縮力，它是一負壓腔[－0.29～0.49kPa（－3.5cmH2O）]。當某種誘因引起肺泡內壓急劇升高時，病損的肺-胸膜發生破裂，胸膜腔與大氣相通，氣流便進入胸腔而形成自發性氣胸。自發性氣胸大都是繼發性的。部分患者由于在呼氣時肺回縮，或因有漿液滲出物使臟層胸膜自行封閉，不再有空氣漏入胸膜腔，成為閉合性（單純性）氣胸；部分患者的肺組織已與壁層胸膜粘連，氣胸形成時肺組織破裂瘺孔或細支氣管胸膜瘺孔不能隨肺壓縮而閉合，致使瘺孔持續開放，胸腔壓力接近于零，而成為“交通性（開放性）氣胸”；部分患者因支氣管狹窄、半阻塞而形成活瓣樣，以致吸氣時空氣進入胸腔，呼氣時仍稽留于此，胸腔壓力可超過1.96kPa（20cmH2O），成為“張力性（高壓性）氣胸”；由于上述原因，自發性氣胸常難以愈合，再發氣胸、局限性氣胸比較多見，而單純的閉合性氣胸反而較少。