形成胆石的因素繁多，绝大多数胆石不是以胆固醇含量为主，就是以胆红素的含量增多。之所以形成结石，最基本的一条，就是胆固醇在胆汁中呈饱和甚至过饱和状态，或是非结合胆红素在胆汁中相对增多，然后才发生一系列胆石形成的过程。如果胆汁中胆固醇的含量没有达到饱和状态，或者胆汁中都是水溶性的结合胆红素，就不存在发生胆石的问题。此外，还有碳酸钙结石,和以多糖或蛋白为主的结石，但毕竟罕见，故对其机理不详述。

   （1）胆固醇的含量增加　　胆固醇在胆汁中过饱和是胆固醇发生结晶和沉淀的前提，而胆固醇的溶解取决于胆盐和卵磷脂的相对浓度。1968年，Admirand和Small用三角座标来阐明胆盐、卵磷脂和胆固醇三者的关系。
　　
   胆固醇的含量绝对增高，首先是胆固醇转变为胆汁酸的代谢障碍，涉及到肝内酶的作用，包括7a一羟化酶、侧链氧化酶、甲戌二酰辅酰A还原酶的活性增加时，则肝内合成胆固醇的量增多。此外，年龄、性别、和体质，也是使胆固醇含量绝对增加的原因。胆汁酸的排泌减少，胆囊对胆盐和卵磷脂的吸收，以及由胆道梗阻引起的胆汁淤滞，都可以导致胆固醇的含量相对增加。肠肝循环发生障碍伊始，往往为胆石形成的开端。

   （2）非结合胆红素的含量　增加在正常情况下，胆汁中来自组织的内源性葡萄醛酸苷酶的活性很低，而且存在着对此酶的抑制物一葡萄糖二酸l、4一内脂（glucaro?l，4?lactone），故从肝脏分泌出来的结合胆红素并不容易被水解。但在发生感染以后，细菌产生大量的B葡萄糖醛酸苷酶，而且活性很高，超出了葡萄糖二酸1、4一内酯的抑制作用，从而产生大量非结合胆红素，与钙离子结合成胆红素钙，沉淀而形成结石。我们的试验结果表明，葡萄糖醛酸苷酶的活性与非结合胆红素的产生关系密切；但B葡萄糖醛酸苷酶的活性，并非是促使结合胆红素水解的唯一因素。

   （3）核心作用寄生虫、异物、细菌炎性细胞、脱落的上皮、粘液以及与钙离子形成的复合物都可以形成核心，然后胆汁中的固体成分围绕着此核心沉淀下来。国内学者在家兔的胆囊中，塞入一块无菌橡皮，9～11个月后再剖腹时发现围绕着橡皮或脱落的丝线有黑色颗粒聚积，说明异物在胆石形成中确能起核心作用。蛔虫的角度和虫卵构成胆石的核心，在我国已为诸多学者发现,成为公认的事实。用显微镜或电镜观察核心的结构，往往与外层的物质不同。

   （4）凝聚作用在胆石的化学分析中，除胆固醇、胆红素和以外，有相当多的糖蛋白成分，尤其是以胆红素为主的结石，几乎接近一半左右为不能被一般溶剂所溶解的物质。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳，发现既能被马斯亮蓝染色，又能被高碘酸　Schiff氏染色法（Periodic　acidSchiff’smethod简称PAS）染色的糖蛋白，其切片上的分布与胆红素所处的位置完全相同。Womack等在动物试验中观察到，胆石形成之前，先有糖蛋白的分泌增加。Freston在电镜下观察到，此时胆道上皮的粘液分泌增强。组织化学研究表明，糖蛋白在胆石中形成构架，将胆红素和胆固醇等颗粒凝集在一起。诸多作者还从胆红素结石病人的胆汁中分离出正常人胆汁中所没有的硫酸糖蛋白，具有很强的凝集作用，并认为硫酸糖蛋白的产生与大肠杆菌感染有关。我们的试验表明，胆汁保温沉淀中的糖蛋白和胆红素量以及沉淀压积，三者与保温前胆汁中糖蛋白的含量呈正相关，提示糖蛋白含量较高的胆汁具有较强的致石性，胆红素结石体积的大小可能取决于胆石中糖蛋白的含量。

   （5）全属离子的作用不少作者认为钙盐是胆石形成的重要成分之一，在结石形成过程中还起核心作用。Bill用电镜扫描研究胆石的结构，发现胆固醇结石的核心是纤维束环绕的胆红素钙。钙盐还可以磷酸钙和碳酸钙的形式出现。当胆石中钙的含量大于4％，X线不能透过，称X线阳性结石；小于4％时为X线阴性结石。Maki认为胆色素结石中的胆红素是以其羟基与钙离子结合成钙盐。亦有些作者认为胆石中的胆红素是与钙等金属离子所形成的结合高聚合物，胆红素不仅能与钙结合，还可能与镁、铁、铜……等金属离子配位结合，而形成螫合高分子化合物。不少的报告说明，在胆道发生炎症和梗阻的情况下，胆汁中的钙离子的浓度增高时，胆汁中的胆红素和糖蛋白生成的沉淀也增多，提示胆红素和糖蛋白之所以生成沉淀，可能是与钙离子形成了难溶化合物的结果。糖蛋白可以在其链的羟基上与钙离子结合，说明金属离子除能与胆红素结合形成难溶化合物以外，还能与胆汁中异常的糖蛋白结合而沉淀。故设法降低胆汁中的钙等金属离子的浓度，可能是预防和治疗胆石的有效方法之一。

   总之，胆石的形成，必须是胆汁中胆固醇或非结合胆红素的含量增加，通过寄生虫、脱落的上皮或炎性细胞等的核心作用；与此同时，糖蛋白的含量增加，且其凝聚作用加强，加上金属离子的参与而形成一种难溶的化合物。具体过程尚待进一步深究。