脂溶性的膽固醇靠著膽汁酸和磷脂的幫助，能夠完全溶解在膽汁中，不會有膽固醇結晶析出。但是，膽汁酸和磷脂溶解膽固醇的能力有一定限度，也就是說一定量的膽汁酸和磷脂只能使某一定量的膽固醇溶解。如果膽汁中的膽固醇含量超過了膽汁酸和磷脂溶解膽固醇的能力，膽汁中部分膽固醇就不能溶解在膽汁中，就會析出膽固醇結晶而發生沉淀。析出的膽固醇結晶相互聚結，久而久之便會形成膽固醇結石。科學家們把膽固醇的含量接近膽汁能夠溶解它的能力的膽汁叫飽和膽汁，而將膽固醇含量超過膽汁能夠溶解它的能力的膽汁稱為過飽和膽汁。飽和膽汁和過飽和膽汁的形成是膽固醇結石形成的首要條件。近年來各國的科學家對這一問題作了廣泛深入的研究。結果發現膽固醇結石病人從肝臟分泌出來的膽汁就是飽和或過飽和膽汁，故這些病人的肝膽汁已經具有形成結石的初步條件。膽汁的化學成分分析表明，膽結石病人的膽汁有膽固醇含量的明顯增高，或有膽汁酸和磷脂含量的明顯降低。因此，肝臟分泌過多的膽固醇或產生膽汁酸和磷脂過少，均會導致飽和或過飽和膽汁的產生。