病因和形成機制尚未完全明了。研究結果認為這種結石的生成與膽道感染、膽汁淤滯、膽道寄生蟲病有密切關系。
結石外觀多呈棕黑色、質軟、易碎、形狀各異、大小及數(shù)目不一。有的狀如細沙或不成形的泥樣，故有“泥沙樣結石”之稱。這種結石的組成是以膽紅素鈣為主的色素性結石。經分析其主要成分為膽紅素、膽綠素和少量膽固醇以及鈣、鈉、鉀、磷、鎂等礦物質和多種微量元素。在礦物質中以鈣離子的含量最高并易與膽紅素結合成膽紅素鈣。此外尚有多種蛋白質及黏蛋白構成網狀支架。有的在顯微鏡下可見寄生蟲的殼皮、蟲卵和細菌聚集等。
膽色素結石----包括黑色結石和棕色結石兩種。黑色結石主要在患有肝硬變或慢性溶血性疾病患者的膽囊內形成，而棕色結石則既可在膽囊，又可在膽道內形成。細菌感染是原發(fā)性膽管結石形成的主要原因。原發(fā)性膽管結石在亞洲十分常見，感染源可能歸咎于寄生蟲如華支睪吸蟲或其它不太清楚的病因。