由于肺組織由支氣管動脈和肺動脈雙重供血，故僅少數栓塞引起組織缺血壞死而造成梗塞。肺梗塞是肺栓塞后因血流阻斷而引起的肺組織壞死，引起肺栓塞的常見栓子是深靜脈血栓。
血栓的來源主要是下肢深靜脈，占80 %～90 %，其次是盆腔、前列腺靜脈及心臟疾患 。久病臥床、妊娠、大手術后和心功能不全可發生深靜脈血栓，是發生肺栓塞的病因。
風心病發生的血栓及原發于肺動脈的血栓也是本病的原因。進入肺循環的栓子還可有脂肪、腫瘤栓子和氣體等。
肺栓塞的病理改變取決于栓子的大小及肺血液循環的狀態。
栓子大小為由微血管內的小栓子至大動脈的騎跨性血栓不等。較小的栓子未能完全堵塞血管時不易引起血循環障礙。多發小栓子能引起多發性小動脈分支栓塞，肺動脈主干或大分支被大的栓子堵塞可引起急性右心衰竭以致死亡。嚴重肺淤血患者的肺栓塞可導致肺梗塞。
肺梗塞以下葉多見，外形呈錐形，尖端指向肺門。病灶中心為壞死區，周圍有水腫和出血。水腫和出血可吸收，壞死區愈合后發生纖維化。