Pulmoner emboli oluşumunda üç temel faktör etkili olmaktadır (Virchow Üçlüsü olarak da bilinir):
1. Endotel Hasarı: Damarların iç yüzeyini döşeyen endotel tabakasında meydana gelen herhangi bir hasar.
2. Venöz Staz: Kan akış hızının yavaşlaması veya kanın damar içinde durgunlaşması.
3. Hiperkoagülabilite: Kanın pıhtılaşma eğiliminin artması.
Bu üç faktörün birleşimi sonucunda genellikle alt ekstremitelerdeki (bacak ve ayak) derin venlerde, nadiren de karın bölgesindeki damarlarda bir kan pıhtısı (trombüs) oluşur. Oluşan bu pıhtı, kan dolaşımıyla kalbin sağ ventrikülüne ulaşır ve oradan da pulmoner arterler aracılığıyla akciğerlere taşınır. Akciğerlere ulaşan pıhtı, boyutuna bağlı olarak bir veya daha fazla pulmoner damarı tıkayarak akciğerin ilgili bölümündeki kan akışını engeller. Tıkanan damarların boyutu ve sayısı, pulmoner embolinin şiddetini ve klinik tablosunu doğrudan etkiler; damarlar ne kadar büyük ve çok tıkanırsa, potansiyel sonuçları o kadar ciddi olur.