结核性胸膜炎是由结核分枝杆菌及其代谢产物进入处于高敏状态的胸膜腔引起，结核分枝杆菌可通过直接蔓延（青少年及有基础肺部结核病史者易患）、淋巴播散（长期营养不良等免疫力低下者、孕期哺乳期女性易受影响）、血行播散（年龄小的儿童、免疫力低的人群如艾滋病患者易发病）途径到达胸膜腔引发炎症
直接蔓延：肺部结核病灶（如肺结核）中的结核分枝杆菌可直接蔓延至胸膜。例如，靠近胸膜的肺内结核病灶，病灶中的结核分枝杆菌可突破胸膜屏障，进入胸膜腔引发结核性胸膜炎。从年龄因素来看，青少年由于身体免疫系统尚在发育完善过程中，相对更容易因肺部结核病灶直接蔓延而患结核性胸膜炎；而对于有基础肺部结核病史的人群，其再次发生结核分枝杆菌直接蔓延至胸膜引发结核性胸膜炎的风险也会增高。
淋巴播散：结核分枝杆菌可通过淋巴系统播散至胸膜。结核分枝杆菌首先侵入淋巴管，随着淋巴液流动到达胸膜部位。在生活方式方面，长期处于营养不良、免疫力低下状态的人群，其淋巴系统的免疫功能可能受到影响，使得结核分枝杆菌更容易通过淋巴播散至胸膜引发结核性胸膜炎；从性别角度，一般无明显性别差异导致淋巴播散的不同，但女性在特殊生理时期如孕期、哺乳期，身体免疫力会有一定变化，可能对淋巴播散引发结核性胸膜炎的易感性有一定影响。
血行播散：结核分枝杆菌进入血液循环，然后到达胸膜引起病变。当人体免疫力较低时，结核分枝杆菌在血液中可长时间存活并随着血液循环到达胸膜。年龄较小的儿童，免疫系统发育尚未成熟，血行播散引发结核性胸膜炎的风险相对较高；患有其他基础性疾病导致免疫力严重下降的人群，如艾滋病患者等，其血行播散引发结核性胸膜炎的几率会显著增加。
