張力性氣胸是由於本身肺部疾病或者外傷所致肺裂傷、氣管裂傷引起。裂口和胸膜腔相通，形成單向活瓣。在吸氣時，空氣能從裂口進入胸膜腔內，呼氣時單向活瓣則關閉，胸膜腔內空氣只進不出。

隨著氣體不斷增多，胸膜腔壓力不斷增加、導致肺組織壓迫進行性加重，把縱隔推向健側。另外，壓迫心臟會導致心臟射血，或者回流受到影響。如果氣體被擠入縱隔，擴散到皮下組織，會形成頸部、面部、胸部等相應部位皮下氣腫，使患者出現極度呼吸困難、端坐呼吸、發紺等現象，患者因為缺氧會有煩躁不安的表現。