結節病病因至今未明，可能為一種與持續感染因素、環境因素、免疫因素相關聯的自身免疫性病癥。由于結節病與結核病的病理非常相似，近年來國外學者采用聚合酶鏈反應(PCR)檢測結節病標本中的分枝桿菌DNA，使用的兩種PCR方法分別為：特異性復合物IS986/IS6100檢測結核分枝桿菌DNA和以分枝桿菌groEL基因保守序列檢測結核分枝桿菌以外的分枝桿菌DNA，結果相當一部分標本中可測出這兩種細菌的DNA，提示該種微生物可能是結節病的病原體，但是這方面的工作尚需進一步的驗證。對某些結節病病例也進行了基因研究，往往趨于多基因表達。某些研究說明HLA-B8與本病的自然緩解和節結性紅斑有關。
結節病肉芽腫的形成：抗原刺激活化T淋巴細胞，導致TH1細胞因子產生，如IFN-γ和IL-2，單核細胞趨化因子(MCF)和單核細胞移行因子(MIF)。巨噬細胞由于激惹以及IFN-γ刺激活化，產生IL-12、INF-α、IL-6及引起其他細胞活化、增殖及聚集的細胞因子，加之在其他的效應細胞如成纖維細胞等作用下，局部形成肉芽腫。炎癥部位CD4T淋巴細胞活化、增多，而周圍血液中T淋巴細胞數反而下降。活動期患者支氣管肺泡灌洗液(BALF)中CD4T淋巴細胞也明顯增多，而CD8T細胞低于正常，CIM/CD8比值明顯增高。
顯微鏡下結節病病變的特點為非干酪性肉芽腫形成。肉芽腫由聚集的巨噬細胞和上皮樣細胞組成。上皮樣細胞相互融合形成朗格漢多核細胞。淋巴細胞多在結節周邊浸潤。肉芽腫趨于在血管、支氣管，特別是淋巴管周圍分布。在上皮樣細胞胞質內可見到含有鈣和鐵的舒曼體(Schaumann’s bodies)。超微結構可見炎癥部位肺泡基底膜受損，Ⅰ型上皮細胞斷裂。肉芽腫可溶解、愈合，也可融合成大結節。大部分肺內肉芽腫位于肺間質內，可導致彌漫性肺間質損害，晚期可形成肺間質纖維化。結節病可累及支氣管黏膜，造成黏膜的腫脹，管腔狹窄。結節病肉芽腫病理改變沒有特異性，在結核病、麻風病、Crohn病、原發性膽汁性肝硬化、真菌感染、鈹中毒等也可見到，特別是結核病，因在我國發病率高，更需注意鑒別。結節病除肉芽腫病變外，也可有灶性壞死。但結核病肉芽腫病變在組織內多分布不均勻，大小不等，且有干酪性壞死，抗酸染色可找到抗酸桿菌。
