胸痛伴呼吸困难可能由多种原因引起，涉及心肺等多个系统问题。
一、心血管系统疾病
冠心病是常见原因，当冠状动脉供血不足时，可出现胸痛，疼痛可放射，常伴呼吸困难。例如稳定型心绞痛多在劳累等情况下发作，休息或含服硝酸酯类药物可缓解；而急性心肌梗死引发的胸痛更剧烈，持续时间长，常伴呼吸困难、大汗等表现，严重可危及生命。
二、呼吸系统疾病
气胸是常见呼吸系统急症，多因肺大疱破裂等导致，突发一侧胸痛，呈针刺样或刀割样，随后出现呼吸困难，且随气胸加重呼吸困难逐渐明显。肺炎也可引起，肺部炎症导致通气功能障碍，出现胸痛、咳嗽、呼吸困难，可伴有发热等症状。
三、胸膜疾病
胸膜炎可因炎症刺激胸膜引起胸痛，疼痛随呼吸或咳嗽加重，同时伴有呼吸困难，常见于结核性胸膜炎等情况。
四、其他情况
过度换气综合征也可导致，多因精神因素等引起呼吸过快，出现胸痛、呼吸困难，常伴手脚麻木等表现。对于特殊人群，如老年人，要更警惕心血管疾病导致的胸痛呼吸困难，因为其身体机能下降，病情变化可能更隐匿；儿童出现此情况则需考虑是否有先天性心肺疾病等。