石英的溶解度很低，吸入后，能在肺內長期存留，當它沉積在肺泡中時能很快被巨噬細胞吞噬，石英表面的羥基基團與次級溶酶體膜上脂蛋白中的受氫體（氧、氮、硫等原子）形成氫鍵，改變膜的通透性，使溶酶體內的酶釋入到胞漿中，引起細胞自溶死亡，塵粒又釋放出來，再被其他巨噬細胞吞噬，吞噬和死亡的過程反復發生。含塵細胞的死亡是矽肺發病的首要條件。
巨噬細胞崩解后能釋放出一種致纖維化因子（H因子）它刺激成纖維細胞，進而膠原纖維增生，含塵細胞崩解后，還可能釋放出一種抗原物質，引起免疫反應�？乖�抗體的復合物沉積于膠原纖維上發生透明性變。
肺內矽塵能作用于肺泡Ⅱ型上皮細胞，增加其表面活性物質的分泌，肺泡Ⅱ型上皮細胞也能轉化為巨噬細胞，或釋放出脂類物質刺激骨髓干細胞，使巨噬細胞大量增殖并聚集。
近年研究證明，實驗性矽肺的脂質過氧化物含量增加，它和肺膠原增生的程度呈正相關。有學者試圖用自由基反應解釋矽肺的發生機理，認為SiO2能使肺泡世噬細胞生物膜的類脂質發生過氧化反應并產生自由基，由此改變膜的通透性，繼而引起細胞死亡；脂質過氧化改變也影響成纖維細胞，使其功能活化，釋放過量膠原蛋白、彈性蛋白和蛋白多糖，為矽結節的形成奠定了物質基礎。最后形成彌漫性肺膠原纖維化。
肺組織纖維化本質上是肺泡組織不可逆損傷的一種非特異性修復過程。至今對矽肺的發病機理，尚無滿意的解釋，多數學者認為其發病機理十分復雜。