深呼吸时胸痛可能由多种原因引起，比如胸部肌肉拉伤，这种情况多发生在剧烈运动或突然扭转身体后，约有10% - 15%的人可能因胸部肌肉问题在深呼吸时感到胸痛。
肺部相关疾病导致
胸膜炎： 胸膜炎是胸膜的炎症，约50%以上的胸膜炎患者会出现深呼吸时胸痛的症状。炎症会刺激胸膜，当深呼吸时，脏层胸膜和壁层胸膜摩擦加剧，从而引发疼痛。常见的病因有感染（如细菌、病毒感染）、自身免疫性疾病等。气胸： 气胸是指气体进入胸膜腔，造成积气状态。部分气胸患者在发病时会有深呼吸胸痛的表现，尤其是自发性气胸，多见于瘦高体型的青壮年，约10% - 20%的气胸患者以深呼吸胸痛为首发症状。气体进入胸膜腔后，会刺激胸膜，导致胸痛，同时可能伴有呼吸困难等症状。
心血管系统问题
心包炎： 心包炎是心包膜的炎症，约30% - 50%的心包炎患者会出现深呼吸时胸痛的情况。炎症累及心包，深呼吸时心脏跳动可能会使心包摩擦加剧，进而引起胸痛，还可能伴有发热、心悸等症状。常见病因包括感染、自身免疫性疾病等。心绞痛： 心绞痛是冠状动脉供血不足，心肌急剧的暂时缺血与缺氧所引起的以发作性胸痛或胸部不适为主要表现的临床综合征。部分心绞痛患者在发作时，可能会在深呼吸时感到胸痛，疼痛可放射至心前区、左肩等部位，一般持续3 - 5分钟，休息或含服硝酸甘油等药物可缓解。
骨骼肌肉方面因素
肋软骨炎： 肋软骨炎是肋软骨的非特异性、非化脓性炎症，约20% - 30%的肋软骨炎患者会出现深呼吸时胸痛。好发于第2 - 4肋软骨，疼痛部位多局限，按压时疼痛可加重，深呼吸、咳嗽等动作可能会使疼痛加剧。病因尚不明确，可能与劳损、外伤等有关。胸椎小关节紊乱： 胸椎小关节紊乱也可能导致深呼吸时胸痛，约15%左右的此类患者会出现相关症状。由于胸椎小关节错位，影响了局部的神经和肌肉，深呼吸时胸廓活动可能会刺激到相关结构，从而引起胸痛，还可能伴有背部的不适、活动受限等表现。