肺炎球菌肺炎低氧血症由通气/血流比例失调、肺泡弥散功能障碍、肺内分流增加所致，且受年龄、病史、性别、生活方式等因素影响，通气/血流比例失调因肺部炎症使肺泡通气量减少、血流未相应减少致比例降低；肺泡弥散功能障碍因炎症致肺泡膜增厚、弥散距离增加；肺内分流增加因病变区域肺泡实变致右向左分流，相关因素如儿童呼吸系统发育不完善、有基础肺部疾病者原有基础加重比例失调，孕妇生理变化影响弥散功能，长期吸烟致肺泡壁损伤，有先天性心脏病者心内分流基础加重分流，新生儿肺部发育不成熟易致分流增加。
一、通气/血流比例失调
机制：肺炎球菌感染引起肺部炎症，使肺泡通气量减少，而血流未相应减少，导致通气/血流（V/Q）比例降低。例如，肺部炎症区域肺泡通气受限，氧气无法充分进入肺泡参与气体交换，而流经该区域的血液仍携带二氧化碳，从而造成低氧血症。
年龄因素：儿童由于呼吸系统发育尚未完善，在肺炎球菌肺炎时更容易出现V/Q比例失调。婴幼儿的肺泡数量相对较少，气道较狭窄，炎症时更易影响通气功能，进而导致低氧血症的发生风险增加。
病史因素：有基础肺部疾病（如哮喘、慢性阻塞性肺疾病等）的患者，本身存在一定程度的通气功能障碍，发生肺炎球菌肺炎时，原有基础会加重V/Q比例失调，更容易出现低氧血症。
二、肺泡弥散功能障碍
机制：肺炎球菌肺炎时，肺泡和间质出现炎症、水肿等改变，肺泡膜增厚，气体弥散距离增加，影响气体的弥散过程。氧气从肺泡弥散到血液中的量减少，导致低氧血症。
性别因素：一般情况下性别对肺泡弥散功能障碍导致低氧血症的影响不显著，但在特殊人群中，如孕妇，由于生理变化可能会影响肺部的弥散功能，在合并肺炎球菌肺炎时，更易因弥散功能障碍出现低氧血症。这是因为孕期体内激素变化及子宫增大对胸腔的压迫等因素，可能使肺部的弥散面积和弥散能力发生改变。
生活方式因素：长期吸烟的患者，其肺泡壁受到损伤，肺组织弹性下降，在发生肺炎球菌肺炎时，更容易出现肺泡弥散功能障碍。吸烟会导致肺泡巨噬细胞功能受损，炎症清除能力下降，同时烟雾中的有害物质会损伤肺泡膜结构，影响气体弥散。
三、肺内分流增加
机制：肺炎球菌肺炎引起肺实变，病变区域的肺泡完全实变，形成肺内右向左分流。血液流经这些实变的肺泡时，不能进行有效的气体交换，相当于未经氧合的静脉血直接进入动脉系统，导致低氧血症。
病史因素：有先天性心脏病病史的患者，本身存在心内分流的基础情况，发生肺炎球菌肺炎时，肺内分流增加会进一步加重低氧血症。因为先天性心脏病导致部分静脉血未经过肺部充分氧合就进入体循环，肺炎时肺内分流增加会使这种未经氧合的血液量进一步增多，从而加重低氧状态。
年龄因素：新生儿由于肺部发育不成熟，肺泡表面活性物质相对缺乏，在肺炎球菌肺炎时更容易出现肺内分流增加。新生儿的肺血管阻力较高，炎症时肺实变等改变更易导致肺内分流情况加重，进而引发低氧血症。
