(一)發病原因
胸主動脈瘤最常見的病因
動脈粥樣硬化、非特異性主動脈退行性病變。其次為主動脈中層囊性壞死、梅毒、感染、損傷及先天性發育不良等。
1.動脈粥樣硬化
動脈粥樣硬化和非特異性主動脈退行性病變時導致胸主動脈瘤形成的最常見原因，約占50%以上。
2.主動脈中層囊性壞死
主動脈中層囊性壞死性胸主動脈瘤常合并Marfan綜合征，表現出明顯的遺傳特征。
3.創傷因素
多見于交通事故，在高速運動中突然減速，使主動脈內膜和中層橫行撕裂。如升主動脈破口很大或完全斷裂，病人很快大出血死亡，來不及搶救。
4.感染因素
感染性心內膜炎的感染性栓子阻塞于主動脈壁的營養血管，主動脈鄰近的感染灶，如膿腫、化膿性淋巴結炎及膿胸等直接蔓延，或外傷、手術引起敗血癥播散所致。近10年來，梅毒感染病人有增加趨勢。
(二)發病機制
胸主動脈中層囊性變性是導致胸主動脈瘤的最重要原因，可表現為主動脈中層的平滑肌細胞壞死、彈性纖維變性和黏液樣物質沉積。這種病理變化多發生在升主動脈，少數可見于降主動脈.可使主動脈壁變薄、扭曲形成梭形動脈瘤，若發生在主動脈根部可引起主動脈瓣反流。所有Marfan綜合征者，均可見主動脈壁中囊性改變，也可見于其他遺傳性結締組織疾病，如Ehlers-Danlos綜合征等。
升主動脈瘤很少發生動脈粥樣硬化，但可伴有廣泛的粥樣硬化，尤其是腎動脈、腦動脈和冠狀動脈。主動脈弓部的動脈瘤常累及到升主動脈或降主動脈，常是由于中層囊性變性、動脈粥樣硬化、梅毒或其他感染所致。胸主動脈瘤常合并有高血壓，后者可影響主動脈壁的強度，加速動脈瘤的膨脹。在胸部，局限性囊性動脈瘤比環狀或彌漫性動脈瘤更為常見。