Tràn khí trung thất là sự tích tụ khí tự do trong khoang trung thất, thường phát sinh do khí thoát ra từ phế nang bị vỡ, đường hô hấp hoặc thực quản bị tổn thương, sau đó xâm nhập vào các mô liên kết lỏng lẻo của trung thất. Các nguyên nhân thường gặp bao gồm: tăng áp lực đột ngột trong lồng ngực (như ho dữ dội, nôn mửa, rặn đại tiện hoặc rặn sinh, thực hiện nghiệm pháp Valsalva chủ động), các bệnh lý đường hô hấp nặng (như hen phế quản cấp, đợt cấp COPD), chấn thương ngực (kín hoặc xuyên thấu), các thủ thuật y khoa (như nội soi, phẫu thuật lồng ngực), vỡ thực quản (tự phát hoặc do thủ thuật), hoặc sử dụng các chất kích thích dạng hít.

Trên phim X quang ngực, tràn khí trung thất có thể biểu hiện bằng các dấu hiệu sau:

- Màng ngoài tim: Khí trong trung thất có thể bao quanh màng ngoài tim, làm nổi bật đường viền của nó. Dấu hiệu này có thể gây nhầm lẫn với tràn khí màng ngoài tim.
- Đường khí trong trung thất: Khí có thể bao quanh các cấu trúc trung thất như động mạch chủ, động mạch phổi, khí quản, phế quản gốc, hoặc tuyến ức (ở trẻ em, tạo dấu hiệu "cánh buồm" - spinnaker sail sign), tạo thành các đường sáng bất thường. Dấu hiệu "hoành liên tục" (continuous diaphragm sign) là khi khí nằm giữa màng ngoài tim và cơ hoành, làm nổi bật toàn bộ vòm hoành.
- Tràn khí dưới da: Tràn khí trung thất thường đi kèm với tràn khí dưới da ở vùng cổ và ngực, biểu hiện bằng các đường sáng len lỏi giữa các thớ cơ và mô mềm.