Trung thất thường là nơi chịu ảnh hưởng của nhiều khối u:

• Trung thất trước: tuyến giáp lạc chỗ sau xương ức, u lympho, u tuyến ức, và u tế bào mầm.
• Trung thất giữa: hạch lympho, di căn như carcinoma tế bào nhỏ từ phổi.
• Trung thất sau: U thần kinh, cả từ ống thần kinh (chủ yếu là lành tính) hoặc ở nơi khác (chủ yếu là ác tính).

Viêm trung thất là tình trạng viêm các mô trong trung thất thường do vi khuẩn từ các cơ quan trong trung thất vỡ. Tình trạng nhiễm trùng có thể tiến rất nhanh và nghiêm trọng.

Tràn khí trung thất sự hiện diện của không khí trong trung thất, mà trong một số trường hợp có thể dẫn đến tràn khí màng phổi, tràn khí màng bụng, và tràn khí màng ngoài tim nếu không được điều trị. Tuy nhiên, tình trạng này không phải luôn luôn xảy ra và đôi khi những bệnh lý trên là nguyên nhân chứ không phải là hậu quả của tràn khí trung thất. Những tình trạng này thường đi cùng hội chứng Boerhaave, hoặc  thực quản vỡ tự phát.

Trung thất giãn rộng

Trung thất dãn rộng là tình trạng trung thất rộng hơn 6 cm vào phim X quang ngực thẳng hoặc 8 cm trên phim chụp trước sau AP.[6]

Trung thất dãn rộng có thể là dấu hiệu của một số bệnh lý:[7][8]

• phình động mạch chủ[9]
• lóc tách ộng mạch chủ [10]
• giãn động mạch chủ 
• vỡ động mạch chủ
• hạch rốn phổi 
• Bệnh than - Trung thất dãn rộng đã được tìm thấy ở 7 trên 10 nạn nhân bị nhiễm bệnh than (Bacillus anthracis) ở năm 2001.[11]
• thực quản vỡ - thường đi kèm tràn khí trung thất và tràn dịch màng phổi. Nó được chẩn đoán bằng uống nước có chứa thuốc cản quang.
• khối trong trung thất
• Viêm trung thất
• chèn ép tim[12]
• tràn dịch màng ngoài tim
• gãy đốt sống ngực ở bệnh nhân chấn thương.