正常情况下胸膜腔内没有气体，这是因为毛细血管血中各种气体分压的总和仅为706mmHg，比大气压低54mmHg。呼吸周期胸腔内均为负压，系胸廓向外扩张，肺向内弹性回缩对抗产生的。胸腔内出现气体仅在三种情况下发生：①肺泡与胸腔之间产生破口，气体将从肺泡进入胸腔直到压力差消失或破口闭合;②胸壁创伤产生与胸腔的交通;③胸腔内有产气的微生物。临床上主要见于前两种情况。
自发性气胸是内科最常见的急症之一，健康成年男性的年发病率为18～28/10万人，女性为1.2～6/10万人。1991～1995年间在英国的成年男性气胸死亡率为1.26/百万人，女性为0.62/百万人。根据有无发病原因，自发性气胸分为原发性气胸和继发性气胸。原发性气胸发生在无明确的基础肺疾病的健康人，但胸膜下肺大疱破裂可能是气胸发生的主要机制，而吸烟是健康人肺大疱发生的病因之一。
继发性气胸发生在有基础肺疾病的患者。气胸的发病似乎与躯体活动没有明显的关系。
原发性气胸通常发生在较高的个体，女性的发病率较低。胸膜压从肺底部到肺尖部逐渐升高，因此高个体肺尖部肺泡膨胀的压力明显高于肺底部，理论上更容易发生胸膜下肺大疱。原发性气胸在4年内的复发率为54%，单一危险因素包括吸烟、男性患者的身高以及年龄超过60岁的患者。影响继发性气胸复发的危险因素包括肺纤维化和肺气肿。