自動車、タバコ、工場の煙等の環境刺激因子（アレルゲン）、寒気、運動、ストレスなどの種々の刺激が引き金となり、これらに対する過敏反応として気管支平滑筋、気道粘膜の浮腫、気道分泌亢進などにより気道の狭窄・閉塞が起こる。気道狭窄によって、喘鳴、息切れ、咳などの症状を認める。喘息発作時にはこれらの症状が激しく発現し、呼吸困難や過呼吸、酸欠、体力の激しい消耗などを伴い、時には死に至ることもある。かぜをひくと症状がひどくなることも多い。
アトピー型の喘息患者が発作を引き起こすのはI型アレルギーにより化学伝達物質が発生するためである。その誘因は細菌・ウイルス感染、過労、ハウスダスト（埃・ダニ・花粉・カビなど）・食物・薬物などのアレルゲン、運動、タバコ、アルコール、気圧変化、精神的要因[要出典]などさまざまである。
一方、非アトピー型の気管支喘息の病態生理はまだはっきりしていない。だが、肉体的ストレスを含めたストレスが喘息に悪影響を与えているという説はある
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理学所見
聴診にて、呼吸音で笛声音(wheeze, piping rale）が発作時に聴取されることが多い。ただし必ず発作時に喘鳴が聴取されるとは限らない。症状は気候や時間帯で変化する。
呼吸数増多（英 tachypnea）やチアノーゼ（英 cyanosis）がみられることもある。
気道可逆性試験
気管支喘息の診断には気道閉塞の可逆性を証明することが重要である。β2刺激薬吸入前後、あるいは2-3週間のステロイド内服・吸入前後で呼吸機能検査を行い、1秒量が200ml以上かつ12%以上改善した場合、気道可逆性ありと診断する。ただし検査時に喘息発作が起きていない場合、気道の可逆性を証明できないこともあるため自宅にピークフローメーターを持って帰ってもらい、ピークフロー値に20%以上の日内変動がみられた場合も気道可逆性ありと診断できる。
スパイロメトリー
スパイロメーターを用いた呼吸機能検査。
血液ガス
胸部X線写真
通常は異常を認めない。喘鳴や気道狭窄を来す他の疾患（腫瘍や肺炎など）や心不全を除外することが重要である。
血液検査
末梢血中好酸球の増加や非特異的IgE値の上昇がみられれば、本疾患の補助診断となりうる。また、アレルゲンを調べるために、アレルゲン特異的IgE抗体を測定する。
病理学的所見
気管支壁に好酸球浸潤と平滑筋肥大が認められる。
アスピリン喘息では鼻茸を合併することが多い。
専門的検査
専門医の下ではコントロール不良例に限り、肺機能の評価、気道過敏性の試験の他、人工気象室での発作程度の評価やエルゴメータでの運動誘発性の評価なども行う場合があるが初期治療の段階ではほとんど行われない。