肝外胆管结石可分为原发性结石和继发性结石。原发性结石多为胆管系统原发结石，多为胆色素结石或混合结石；继发性结石多为胆固醇结石。
感染是导致结石形成的主要因素。感染的常见原因是胆道寄生虫感染和复发性胆管炎。几乎所有肝内胆管结石患者的胆汁培养都能检测到细菌；感染细菌主要来自肠道，常见细菌是大肠杆菌和厌氧菌。大肠菌属和一些厌氧菌感染B-葡萄糖醛酸苷酶和在胆道感染时产生内生性葡萄糖醛酸苷酶，能使结合型胆红素水解生成游离胆红素而沉着。
胆汁滞留是肝内胆管结石形成的必要条件。只有在胆汁滞留的情况下，胆汁中的成分才能沉积并形成结石。胆汁滞留有胆道炎性狭窄和胆道畸形；远端胆管阻塞压力升高，胆管扩张，胆流缓慢，有利于结石的形成。
此外，胆汁中的粘蛋白、酸性粘多糖、免疫球蛋白大分子物质、炎性渗出物、脱落的上皮细胞、细菌、寄生虫、胆汁中的金属离子结石的形成。