很多疾病都會導致胸腔積液，包括良性疾病、惡性疾病，感染性疾病和非感染性疾病。良性疾病最多見的是結核性胸膜炎，惡性胸腔積液主要原因是原發於胸膜的疾病和繼發於胸膜的疾病。原發於胸膜的疾病是原發性胸膜間皮瘤，在惡性胸腔積液裡發生的比例很低，大概佔5%-6%。大部分惡性胸腔積液是其它腫瘤轉移所致，比如肺癌、乳腺癌、淋巴瘤、卵巢癌等，都可以出現胸膜轉移，導致惡性胸腔積液。

正常情況下，有10-20mL的液體在胸腔裡起潤滑作用，從胸壁溢出，再從胸壁小管回吸，可以始終保持平衡，無論做胸部CT還是胸腔彩超，都看不見胸腔積液，只有在發生病變的時候才會有胸腔積液產生。