膽石形成原因迄今仍未完全明確，可能為一綜合因素膽石的成分有膽固醇、膽色素、鈣鹽、黏蛋白及其他有機物與無機物等，根據結石成分的不同通常將膽石分為膽固醇性結石、膽色素性結石和混合性結石(膽固醇、膽色素、鈣及其他有機物無機物混合而成)3類。多年來的研究已證明，膽石是在多種因素影響下，經過一系列病理生理過程而形成的這些因素包括膽汁成分的改變、過飽和膽汁或膽固醇呈過飽和狀態、膽汁囊泡及膽固醇單水晶體的沉澱促成核因子與抗成核因子的失調、膽囊功能異常、氧自由基的參與及膽道細菌、寄生蟲感染等。
1.膽囊結石成因
(1)代謝因素：正常膽囊膽汁中膽鹽卵磷脂、膽固醇按比例共存於一穩定的膠態離子團中。一般膽固醇與膽鹽之比為1∶20～1∶30之間，如某些代謝原因造成膽鹽、卵磷脂減少，或膽固醇量增加，當其比例低於1∶13以下時膽固醇便沉澱析出，經聚合就形成較大結石。如妊娠後期、老年人，血內膽固醇含量明顯增高，故多次妊娠者與老年人易患此病;又如肝功能受損者，膽酸分泌減少也易形成結石。先天性溶血病人，因長期大量紅細胞破壞可產生膽色素性結石。
(2)膽系感染：大量文獻記載，從膽石核心中已培養出傷寒桿菌、鏈球菌、魏氏芽孢桿菌、放線菌等，足見細菌感染在結石形成上有著重要作用。細菌感染除引起膽囊炎外，其菌落、脫落上皮細胞等可成為結石的核心，膽囊內炎性滲出物的蛋白成分，可成為結石的支架。
(3)其他：如膽汁的淤滯膽汁pH過低、維生素A缺乏等，也都是結石形成的原因之一。
2.膽管結石成因
(1)繼發於膽囊結石系某些原因膽囊結石下移至膽總管，稱為繼發性膽管結石，多發生在結石性膽囊炎病程長、膽囊管擴張、結石較小的病例中，其發生率為14%。
(2)原發性膽管結石可能與膽道感染、膽管狹窄、膽道寄生蟲感染(尤其蛔蟲感染)有關。當膽道感染時，大腸埃希桿菌產生β-葡萄糖醛酸苷酶活性很高，可將膽汁中的結合膽紅素水解成遊離膽紅素後者再與膽汁中鈣離子結合成為不溶於水的膽紅素鈣沉澱後即成為膽色素鈣結石。膽道蛔蟲病所引起的繼發膽道感染，更易發生此種結石，這是由於蛔蟲殘體、角皮蟲卵及其隨之帶入的細菌、炎性產物可成為結石的核心。膽管狹窄勢必影響膽流通暢，造成膽汁滯留膽色素及膽固醇更易沉澱形成結石。當合並慢性炎症時，則結石形成過程更為迅速。總之，膽道的感染、梗阻在結石的形成中，互為因果相互促進。
