Patofisiologi bronkiektasis atau bronchiectasis belum diketahui secara pasti tetapi diduga melibatkan infeksi bronkial kronis, peradangan, gangguan klirens mukosiliar, dan kerusakan struktural paru. Pada pasien bronkiektasis didapatkan dilatasi dan penebalan bronkus proksimal karena inflamasi kronis, yang merupakan respons imun terhadap mikroba yang berkolonisasi di saluran napas.

Pada area bronkiektasis kemudian terjadi inflamasi dan edema yang disertai dengan peningkatan produksi mukus. Sitokin, protease, dan reactive oxygen mediators akan dikeluarkan oleh sel-sel inflamasi seperti neutrofil dan limfosit T, yang menyebabkan kerusakan saluran napas progresif.[4,5]

Komponen muskular dan elastis pada dinding bronkial akan mengalami kerusakan. Klirens mukosiliar pada cabang bronkial juga akan terganggu dan menyebabkan kolonisasi bakteri lebih mudah terjadi. Hal ini kemudian terus berulang seperti suatu siklus yang akan memperparah kondisi pasien, terutama pada pasien dengan penyakit komorbid seperti asthma atau penyakit paru obstruktif kronis.[4,5]