支气管扩张伴咯血与气道炎症致血管破坏、病灶处血管异常增生、感染因素及气道压力变化相关，气道炎症刺激破坏血管，异常增生血管脆弱易破，感染加重炎症使血管通透性增、受侵蚀，剧烈咳嗽致气道压力升高使病变处血管破裂出血，不同人群因自身因素在各相关环节表现不同。
气道炎症与血管破坏：支气管扩张时，气道内存在慢性炎症，炎症会持续刺激支气管壁的血管，导致血管的完整性遭到破坏。例如，炎症可使血管内皮受损，使得血管更容易破裂出血。研究表明，在支气管扩张患者的气道黏膜中，炎症细胞浸润明显，如中性粒细胞等，这些炎症细胞释放的炎症介质会进一步损伤血管结构，增加咯血发生的概率。
病灶处血管异常增生：支气管扩张部位的组织会出现异常的血管增生情况。这些新生的血管结构往往比较脆弱，容易发生破裂出血。在支气管扩张的病理改变中，局部组织的修复过程中可能会出现血管的异常重塑，形成一些薄壁的、容易破裂的血管，当受到外界因素刺激或气道内压力变化时，就容易引发咯血。
感染因素：反复的呼吸道感染是支气管扩张常见的诱因，同时也是导致咯血的重要因素。细菌等病原体感染会加重支气管壁的炎症反应，使血管的通透性增加，并且感染可直接侵蚀血管，引发血管破裂出血。比如铜绿假单胞菌等感染，会加剧支气管扩张部位的炎症状态，从而增加咯血的发生风险。不同年龄段的人群，由于免疫力等因素的差异，感染导致咯血的机制在表现上可能会有不同。儿童免疫系统相对不完善，更容易反复发生呼吸道感染，进而引发支气管扩张伴咯血；而老年人由于基础疾病较多，免疫力下降，也容易受到病原体侵袭，导致咯血情况出现。有支气管扩张病史的人群，本身气道存在结构异常，感染后病情更容易加重，咯血的可能性也更高。
气道压力变化：剧烈咳嗽等情况会使气道内压力急剧升高，而支气管扩张患者的气道已经存在病变，气道内压力的波动容易导致病变部位的血管破裂出血。当患者剧烈咳嗽时，气流快速通过狭窄、扩张的支气管，对病变处的血管产生较大的冲击力，若血管已经处于脆弱状态，就容易引发咯血。不同生活方式的人群，咳嗽的频率和强度可能不同。例如长期吸烟的人群，呼吸道黏膜受到刺激，更容易出现咳嗽症状，且咳嗽往往比较剧烈，增加了咯血的风险；而长期处于空气污染环境中的人群，呼吸道更容易受到损伤，也可能因咳嗽导致咯血。
