Akciğer embolisinin oluşumunda üç temel neden vardır:

1. Damarların iç yüzeyini kaplayan endotel tabakasında hasar oluşması,
2. Damarlarda kan akışının yavaşlaması (staz),
3. Pıhtılaşma eğiliminde artış (hiperkoagülabilite).

Bu üç nedenden biri veya birkaçı sonucu, genellikle bacak ve ayaklarda (alt ekstremite) ya da karın bölgesinde bulunan toplardamarlarda oluşan pıhtı, kalbin sağ ventrikülüne ulaşır ve oradan pulmoner arterler yoluyla akciğerlere geçerek emboliye neden olur. Akciğerlere ulaşan pıhtı, boyutuna bağlı olarak, sağda veya solda, bir veya daha fazla büyük veya küçük damarı tıkayarak o bölgedeki akciğer dolaşımını bozar. Tıkanan damarlar ne kadar büyükse, sonuçlar o kadar şiddetli olur.