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(一)发病原因
病因尚不十分明确，通常认为系基因缺陷性、常染色体隐性遗传性疾病，由单基因或多基因异常突变所致。常染色体隐性遗传只有致病基因在纯合状态下(rr)才发病，在杂合状态(Rr)由于有正常的显性基因R存在，所以致病基因r的作用不能表现出来，但这样的个体虽不发病，却能把致病基因r传给后代，成为携带者。具有遗传因素的后代，胰腺囊性纤维性变的发生概率高达25%，男女总概率相等。本病几乎可占尸检的2%～4%。
(二)发病机制
1.发病机制 胰腺囊性纤维性变主要是胰腺外分泌功能障碍，引起的电解质紊乱、营养不良，以多个器官的分泌失调、黏液积聚和阻塞为特征的临床综合征。所波及的器官较多，表现的症状复杂，难以为简单的机制所能概括。有认为系机体内的钙离子运输出现障碍，大量的钙离子积聚在细胞浆和线粒体内，并使细胞膜钠泵功能失控，钙离子回吸收下降。高浓度的胞浆内钙离子将影响糖蛋白的转录，使其黏液糖蛋白模式发生改变，因而改变了外分泌腺分泌黏液的凝胶-溶胶状态，致其黏稠度增高，继发多器官(胰腺、肝胆、肺、小肠)的管道系统排泌障碍、堵塞。
1944年Farber报道胰腺分泌减少和胰酶(淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶)缺乏，早期出现蛋白质和脂肪的消化与吸收障碍;并可使胎粪变成稠厚的胶样物质，造成回肠被灰白色胎粪块堵塞。约10%～15%胰腺囊性纤维性变的婴儿可发生胎粪性肠梗阻。后者将可继发肠扭转、肠坏死、肠穿孔、胎粪性腹膜炎。
在肝胆系统由于胆汁黏稠和排泌异常，出现胆汁性肝硬化和胆结石，因而继发门静脉高压症、脾大、脾功能亢进、腹水、黄疸、上消化道出血等。
由于支气管内黏液黏稠，黏液的构成和物理化学异常，黏液不易排出，产生支气管梗阻、支气管炎、支气管周围炎、阻塞性肺气肿、支气管扩张、肺功能不全，直至肺源性心脏病等一系列胰腺囊性纤维性变的呼吸系统病变。
电解质紊乱除消化不良因素之外，病人汗腺分泌过量的氯化物及钠，致使机体丢失较多的盐类，为引起电解质紊乱的重要原因之一。据报道胰腺囊性纤维性变病人汗腺的氯化物及钠的浓度比常人高2～5倍，其浓度为氯化物50～160mEq/L(正常平均27mEq/L);钠为80～190mEq/L(正常平均52mEq/L)。汗腺内氯化物及钠浓度增高的机制尚不清楚。
2.病理改变
(1)胰腺：胰腺纤维化、变硬，表面不规则。胰腺腺泡及腺管被不定形的富含钙质的嗜伊红性物质所堵塞，腺泡周围有慢性炎症反应，间质广泛纤维化逐渐取代胰腺小叶，导管呈囊性扩张，实质细胞萎缩或消失，胰岛细胞基本正常。但胰腺病变程度并非与病情成比例。
(2)肺：由于气管、支气管内大量黏稠的黏液滞留，其黏膜的纤毛受破坏;气管、支气管、细支气管呈阻塞性改变，周围有炎症反应;可同时存在肺大疱及肺不张的病理变化。
(3)肝胆：肝脏表面呈小的凹陷性或弥漫性硬化病变，小胆管黏液性阻塞及局限性胆汁性肝硬化是胰腺囊性纤维性变在肝脏的特征性表现。镜下所见肝的正常组织结构破坏，胆小管被嗜伊红物质所堵塞，其周围有炎症反应、纤维组织和胆小管增生，肝小叶被纤维组织所包围，形成多叶性胆汁性肝硬化及肝内胆管结石。胆囊壁萎缩内有浓稠的“白色胆汁”，常合并胆囊结石。
(4)肠道：小肠也存在胰腺囊性纤维性变的特殊性表现。十二指肠腺体扩大，腺上皮细胞呈扁平状，十二指肠肠腔内有黏稠的分泌液。小肠黏液腺的杯状细胞数量虽并未增加，但肠腔内仍存在浓厚的分泌液。除肠道的形态学变化外，尚发现肠黏膜内有些细胞的胞浆内酶活性降低，苯氨基丙酸和氨基醋酸的吸收减少。
(5)其他：异常的黏液分泌物可引起附睾、输精管、精囊、输卵管等生殖器官各种管道的堵塞;子宫颈黏液腺扩张，宫颈口被黏液堵塞。
其他如汗腺、腮腺等非分泌黏液性分泌腺体，并无病理学上的改变。然而其分泌液中的钠和氯离子浓度却显著升高。