胆石症形成原因迄今并未完全明确，可能为综合因素，胆石是在多种因素影响下，经过一系列病理、生理过程而形成。这些因素包括胆汁成分改变、过饱和胆汁、胆固醇呈过饱和状态，或胆固醇伴随晶体沉淀促成核因子而形成结石，还有胆囊功能异常、氧自由基参与以及胆道细菌、寄生虫感染等因素均可导致胆石症的发生。
胆囊结石形成原因有代谢因素，如妊娠后期、老年人血内胆固醇含量明显增加，易患此病；肝功能受损患者，胆酸分泌减少，也容易形成结石；先天性溶血性贫血病人，长期大量红细胞破坏，产生胆色素增加，容易形成结石；胆石感染，包括细菌感染和寄生虫感染都极易形成结石；胆汁淤积、胆管梗阻、胆汁pH值过低、维生素A缺乏等一系列因素都可形成结石。
胆管结石包括继发性和原发性胆管结石，继发性胆管结石常见于胆囊结石，包括病程长的胆囊结石、小结石、胆囊管扩张病，可通过胆囊管排泄进入胆总管，是导致胆总管内结石即继发性结石形成的主要原因，发生率占14%。原发性胆管结石主要与胆道感染、胆管狭窄、寄生虫感染等有相应关系。