Biểu hiêṇ chính của hen là tình trạng viêm mạn tính. Các bệnh nhân hen có gia tăng số lượng các tế bào viêm hoạt hóa ở thành đường dẫn khí và biểu mô của đường dẫn khí có hiện diện của bạch cầu ái toan, dưỡng bào, đại thực bào và tế bào lymphô T. Các tế bào viêm gây gia tăng nhiều chất trung gian hòa tan như các cytokine, leukotrien và bradykinin. Viêm đường dẫn khí trong thể hen điển hình có bạch cầu ái toan chiếm ưu thế và gây đáp ứng với tế bào TH2 (2 helper T cell) nhưng ở một số bệnh nhân hen nặng cũng có gia tăng viêm đường dẫn khí do bạch cầu trung tính và gây đáp ứng TH1.

Một đặc điểm nổi bật của hen là tình trạng tăng đáp ứng của đường dẫn khí. Các di ̣ứng nguyên (tác nhân gây dị ứng) hít vào đường dẫn khí gắn kết với IgE trên bề măṭ của dưỡng bào, phóng thích các hạt và làm gia tăng các chất trung gian hóa học gây tăng tiết chất nhày, co thắt phế quản, phù niêm mạc đường dẫn khí.

Hen kết hợp với sự tái cấu trúc đường dẫn khí với đặc trưng bởi sự tăng sản và phì đại các tế bào cơ trơn, phù, tẩm nhuận các tế bào viêm, tân sinh mao mạch và gia tăng lắng đọng các thành phần của mô liên kết như collagen type I và type III. Tình trạng tái cấu trúc có thể bắt đầu ngay ở giai đoạn sớm của bệnh và có thể gây giới hạn lưu lượng khí không hồi phục về sau.

Nguyên nhân hen chưa rõ nhưng có thể là một bệnh lý di truyền với ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường. Hen có mối liên kết chặt chẽ với dị ứng. Các dị ứng nguyên thường gặp trong nhà là bụi, gián, lông, vật nuôi, nấm và ngoài ra còn có các dị ứng nguyên ngoài nhà cũng như khói thuốc lá. Ở nữ, các triệu chứng của hen thay đổi trong chu kì kinh nguyệt và khi có thai gợi ý sự ảnh hưởng của các hormone trong bệnh sinh của hen. Hen cũng có thể xảy ra ở nơi làm việc của những người chưa có tiền căn hen (gọi là hen nghề nghiệp). Một số chất như isocyanate (dùng trong sơn xịt) là yếu tố thúc đẩy hen. Các BN béo phì cũng thường bị hen với cơ chế chưa rõ. Một số tác nhân nhiễm trùng và một số bệnh lý như GERD có thể gây đợt hen cấp.