刀刃锐器或弹片火器等穿破全层胸壁造成胸膜腔与外界相通的开口，以致空气可随呼吸而自由出入胸膜腔，是为开放性气胸。其病理生理为：
(1)伤侧胸膜腔负压消失，肺被压缩而萎陷，两侧胸膜腔压力不等而使纵隔移位，健侧肺扩张因而受限。
(2)吸气时，健侧胸膜腔负压升高，与伤侧压力差增大，纵隔向健侧进一步移位；呼气时，两侧胸膜腔压力差减少，纵隔移回伤侧，这种反常运动称为纵隔扑动。纵隔扑动影响静脉血流回心脏，引起循环功能严重紊乱。此外，吸气时健侧肺扩张，吸进气体不仅来自从气管进入的外界空气，也来自伤侧肺排出含氧量低的气体，呼气时健侧肺呼出气体不仅从上呼吸道排出体外，同时也有部分进入伤侧肺。含氧低的气体在两侧肺内重复交换，造成严重缺氧。
