胸膜腔积血称为血胸，与气胸同肘存在称为血气胸。

胸腔内任何组织结构的损伤出血均可导致血胸，但大量血胸通常是体循环动脉、心脏或肺门部肺循环大血管损伤所致。大量血胸压迫伤侧肺，推移纵隔后又压迫健侧肺，结果影响呼吸功能;由于血容量丢失，胸腔负压减少和腔静脉扭曲阻碍静脉血回流，影响循环功能。

当胸腔内迅速积聚大量血液，超过肺、心包和膈肌运动所起的去纤维蛋白作用时，胸腔内积血发生凝固，形成凝固性血胸。凝血块机化后形成纤维板，限制肺与胸廓活动，损害呼吸功能。

血液是良好的培养基，经伤口或肺破裂口侵入的细菌，会在积血中迅速滋生繁殖，引起感染性血胸，最终导致脓血胸。待续大量出血所致胸膜腔积血称为进行性血胸。少数伤员因肋骨断端活动刺破肋间血管或血管破裂处血凝块脱落，发生延迟出现的胸腔内积血，称为迟发性血胸。