石棉肺是由于石棉纖維沉積于呼吸細支氣管和肺泡壁所致。石棉纖維的致病力與其吸入的數量、纖維大小、形狀及溶解度有關。石棉纖維有螺旋形和直形兩種。螺旋形纖維吸入后常可被呼吸道粘膜排出，直形纖維硬而易碎，在呼吸道穿透力較強，因而致病性亦較強。早期吸入的石棉纖維多停留在呼吸細支氣管，僅部分抵達肺泡，穿過肺泡壁進入肺間質被巨噬細胞吞噬，并釋放致炎因子和致纖維化因子，引起肺間質炎癥和廣泛纖維化。石棉纖維可直接刺激纖維母細胞合成并分泌膠原，形成纖維化。此外，石棉對肺組織中的巨噬細胞、肺泡上皮細胞、間皮細胞均有毒性作用，導致肺、胸膜的纖維化。