急性呼吸窘迫综合征病理生理改变的主要特征就是肺泡上皮损伤和肺毛细血管通透性增加，导致的急性非心源性肺水肿。它主要是以肺容积减少、通气/血流比例失调所导致的低氧血症，肺血管痉挛和肺微小血栓形成导致的肺动脉高压为主要表现。早期肺泡通透性增加和上皮细胞损伤，会导致肺泡里面有大量液体积聚，液体里面含有丰富的蛋白质等，这样的情况下，就会导致肺水肿、炎症细胞浸润、肺损伤。部分病人病程超过14天，病理上表现为肺泡的严重纤维化和肺泡结构的破坏和重建。