Cơ chế gây tắc nghẽn đường thở và phát sinh các âm thở bất thường thay đổi tùy thuộc vào từng bệnh lý cụ thể:
-    Hen suyễn: Quá trình viêm mạn tính đường thở (liên quan đến phản ứng quá mẫn tuýp I qua trung gian IgE, bạch cầu ái toan, tế bào mast và các tế bào viêm khác) dẫn đến co thắt cơ trơn phế quản, phù nề niêm mạc, tăng tiết dịch nhầy và tăng tính phản ứng đường thở. Tình trạng này gây hẹp lòng phế quản/tiểu phế quản và cản trở luồng khí thở ra có khả năng hồi phục (hoàn toàn hoặc một phần), biểu hiện lâm sàng bằng tiếng thở rít.
-    Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD): Phản ứng viêm mạn tính đường thở do tiếp xúc với các chất khí và hạt độc hại (chủ yếu là khói thuốc lá, ô nhiễm không khí và bụi nghề nghiệp) dẫn đến phá hủy vách phế nang (khí phế thũng), viêm và tăng tiết dịch nhầy đường dẫn khí (viêm phế quản mạn tính), xơ hóa và hẹp các tiểu phế quản tận. Quá trình này gây tắc nghẽn luồng khí tiến triển, không hồi phục hoàn toàn, biểu hiện bằng tiếng thở rít, khó thở và ho khạc đờm mạn tính.
-    Viêm tiểu phế quản: Tình trạng nhiễm virus (chủ yếu là RSV, rhinovirus, human metapneumovirus) ở trẻ nhũ nhi và trẻ nhỏ gây viêm, phù nề, hoại tử tế bào biểu mô tiểu phế quản và tăng tiết dịch nhầy. Sự tích tụ các mảnh vụn tế bào và dịch nhầy gây tắc nghẽn lòng tiểu phế quản, biểu hiện bằng tiếng thở rít và khó thở tiến triển.
-    Viêm thanh khí phế quản (Croup): Nhiễm virus gây viêm và phù nề cấp tính vùng hạ thanh môn (vùng hẹp nhất của đường thở trẻ em). Tình trạng này dẫn đến hẹp đường dẫn khí trên, biểu hiện đặc trưng bằng tiếng thở khò khè thì hít vào và ho ông ổng.
-    Phản ứng dị ứng: Tiếp xúc với dị nguyên kích hoạt giải phóng ồ ạt các chất trung gian hóa học (histamine, leukotrienes...). Quá trình này gây co thắt cơ trơn phế quản cấp tính, phù nề niêm mạc và tăng tiết dịch nhầy, biểu hiện lâm sàng bằng tiếng thở rít.
-    Dị vật đường thở: Gây tắc nghẽn cơ học trực tiếp trong lòng đường dẫn khí. Nếu dị vật bị bỏ quên (tồn tại lâu ngày), phản ứng viêm tại chỗ sẽ kích thích hình thành mô hạt quanh dị vật. Tùy thuộc vào vị trí định vị của dị vật, lâm sàng có thể biểu hiện bằng tiếng thở khò khè (nếu tắc nghẽn ở đường hô hấp trên) hoặc tiếng thở rít (nếu tắc nghẽn ở đường hô hấp dưới).
-    Hen tim: Tình trạng suy tim trái cấp hoặc đợt cấp của suy tim mạn dẫn đến ứ huyết phổi và phù mô kẽ quanh các phế quản (phù quanh phế quản). Hiện tượng này gây ép lòng phế quản, tăng tính phản ứng đường thở, biểu hiện bằng tiếng thở rít.
-    Rối loạn chức năng dây thanh (VCD): Sự khép lại nghịch lý của các dây thanh âm trong thì hít vào (đôi khi cả thì thở ra), gây tắc nghẽn chức năng đường hô hấp trên và biểu hiện bằng tiếng thở khò khè.
-    U đường dẫn khí: Khối u tân sinh phát triển trong lòng hoặc chèn ép từ bên ngoài gây hẹp cơ học đường thở. Tùy thuộc vào vị trí tổn thương, bệnh nhân có thể biểu hiện bằng tiếng thở khò khè (nếu u ở đường hô hấp trên) hoặc tiếng thở rít (nếu u ở đường hô hấp dưới).
-    Dị tật đường thở bẩm sinh: Các bất thường về mặt cấu trúc giải phẫu (như mềm sụn thanh quản, mềm sụn khí quản, hẹp khí quản bẩm sinh...) gây tắc nghẽn cố định hoặc tắc nghẽn động học theo chu kỳ hô hấp. Tùy thuộc vào vị trí và mức độ tổn thương, trẻ có thể biểu hiện bằng tiếng thở khò khè (tắc nghẽn đường hô hấp trên) hoặc tiếng thở rít (tắc nghẽn đường hô hấp dưới) dai dẳng từ sau sinh.
Đặc điểm sinh lý bệnh của các âm thở bất thường: Các âm thở bất thường (thở khò khè và thở rít) phát sinh do dòng khí chuyển động xoáy với vận tốc cao đi qua vùng đường thở bị hẹp. Đặc điểm âm học và thời điểm xuất hiện trong chu kỳ hô hấp giúp định khu chính xác vị trí tắc nghẽn:
-    Tiếng thở khò khè thì hít vào: Gợi ý tắc nghẽn ở vùng trên thanh môn hoặc thanh môn (đường hô hấp ngoài lồng ngực).
-    Tiếng thở rít thì thở ra: Gợi ý tắc nghẽn đường hô hấp dưới trong lồng ngực (phế quản, tiểu phế quản).
-    Tiếng thở khò khè hai thì: Gợi ý tắc nghẽn tại vùng thanh môn, hạ thanh môn hoặc khí quản cổ (thường do tổn thương cố định hoặc tắc nghẽn mức độ nặng).
Lưu ý quan trọng: Cả tiếng thở khò khè (Stridor - âm thanh thô ráp, thường nghe rõ ở thì hít vào hoặc cả hai thì, gợi ý tắc nghẽn đường hô hấp trên) và tiếng thở rít (Wheezing - âm thanh có âm sắc cao, dạng nhạc âm, thường nghe rõ ở thì thở ra, gợi ý tắc nghẽn đường hô hấp dưới) đều là những dấu hiệu lâm sàng có giá trị định hướng cao nhưng không đặc hiệu cho một nguyên nhân duy nhất. Do đó, việc tiếp cận chẩn đoán một cách hệ thống để xác định chính xác vị trí và nguyên nhân gây tắc nghẽn là yếu tố then chốt giúp thiết lập phác đồ điều trị tối ưu và kịp thời.