سنگ‌هاى کلسترولى به‌علت ترشح صفراى فوق‌اشباع از کلسترول، بروز مى‌کنند. به استثناء مواردى‌که مجراى مشترک گشادشده يا دچار انسداد نسبى باشد، در ساير موارد سنگ‌ها فقط در درون کيسه صفرا تشکيل مى‌شوند. سنگ‌هاى درون مجارى معمولاً پس از عبور از مجارى سيستيک به آنجا مى‌رسند.
بيمارى قبل از بلوغ بسيار نادر است ولى در هر دو جنس به يک نسبت بروز مى‌کند. از آن پس شيوع بيمارى در زنان بيشتر از مردان است ولى پس از يائسگى اين تفاوت بين دو جنس کاهش مى‌يابد. هورمون‌ها نيز تأثير خود را در افزايش بروز سنگ‌هاى صفراوى با افزايش تعداد حاملگى‌ها و افزايش اشباع کلسترول در صفرا و افزايش بروز سنگ‌هاى صفراوى با مصرف قرص‌هاى ضدباردارى خوراکى نشان مى‌دهند. چاقى نيز فاکتور خطر مهم ديگرى محسوب مى‌شود.
ترشح نمک‌هاى صفراوى و کلسترول به درون صفرا با يکديگر در ارتباط هستند. نمک‌هاى صفراوى به‌هنگام عبور از درون کاناليکول‌هاى صفراوى کلسترول را از غشاء سلول کبدى مى‌شويند. با افزايش برون‌ده نمک‌هاى صفراوي، ميزان کلسترولى که وارد صفرا مى‌شود در مقايسه با نمک‌هاى صفراوى کاهش پيدا مى‌کند. اين به اين معنى است که وقتى جريان صفرا کند باشد (مثلاً در فاصلهٔ زمانى غذانخوردن) ظرفيت صفرا براى محلول نگه‌داشتن کلسترول اشباع‌تر از زمانى است که صفرا جريان سريع دارد. ذخيرهٔ نمک‌هاى صفراى در بيمارانى که دچار سنگ‌هاى صفراوى هستند حدود نصف افراد طبيعى است، ولى اين پديده از نتايج بيمارى سنگ صفراوى است نه علت آن.
نقش کيسه صفرا در پاتوژنز عبارت است: تغليظ صفرا، فراهم کردن هسته (نظير دانه‌هاى کوچک پيگماني) براى کريستال‌شدن کلسترول، تأمين موکوپروتئين براى چسبانيدن سنگ‌ها به يکديگر، و فراهم‌کردن محيطى براى استاز و تشکيل و رشد سنگ.
سنگ‌هاى پيگمانى
سنگ‌هاى پيگمانى رنگ سياه تا قهوه‌اى تيره و ۲ تا ۵ ميلى‌متر قطر دارند و آمورف (بى‌شکل) هستند. اين سنگ‌ها از ترکيبى از بيلى‌روبينات کلسيم، پلى‌مرهاى پيچيدهٔ بيلى‌روبين، اسيدهاى صفراوى و ساير مواد نامشخص تشکيل شده‌اند. حدود ۵۰% از اين سنگ‌ها در راديوگرافى ساده ديده مى‌شوند.
عوامل مساعدکننده عبارتند از: سيروز، استاز صفرا (نظير تنگى يا گشادى شديد مجراى مشترک)، و هموليز مزمن. ۹۰% از سنگ‌هاى پيگمانى از ترکيبات متراکمى از باکترى‌ها و گليکوکاليکس باکتريائى به‌همراه مواد جامد پيگمانى تشکيل شده‌اند. اين يافته نشان مى‌دهد که باکترى‌ها نقش مهمى در شکل‌گيرى سنگ پيگمانى دارند، و هم‌چنين علت اينکه مبتلايان به سنگ‌هاى پيگمانى بيش از کسانى که سنگ‌هاى کلسترولى دارند دچار عفونت مى‌شوند را نيز توجيه مى‌کند.
سنگ‌هاى صفراوى بدون علامت
داده‌هاى مربوط به شيوع سنگ‌هاى صفراوى در ايالات متحده نشانهٔ آن است که فقط حدود ۳۰% از کسانى که دچار سنگ صفراوى مى‌شوند به جراحى نياز پيدا مى‌کنند. عموماً، شدت علائم در بيمارى سنگ صفراوى تغيير نمى‌کند. وجود هريک از يافته‌هاى زير نشانهٔ جدى‌بودن سير بالينى است و احتمالاً به‌عنوان دليلى براى کوله‌سيستکتومى پروفيلاکتيک مطرح خواهد بود: ۱. سنگ‌هاى بزرگ (>۲ سانتى‌متر قطر)، چون احتمال ايجاد کوله‌سيستيت حاد در آنها بيشتر است، ۲. کيسه صفراى کلسيفيه، چون غالباً با کارسينوم همراه است.
