Emphysema adalah penyakit paru yang berjangka panjang dan progresif dan terjadi ketika dinding-dinding alveoli rusak/hancur bersama dengan pembuluh-pembuluh darah kapiler yang mengalir didalamnya. Ini mengurangi total area didalam paru dimana darah dan udara dapat bersentuhan, membatasi potensi untuk pertukaran oksigen dan karbon dioksida.
Pada emphysema yang dini, ada peradangan dari saluran-saluran udara kecil atau bronchioles yang berhubungan yang membatasi jumlah udara yang dapat mengalir ke alveoli. Pada emphysema yang lebih parah, ada juga kehilangan elastisitas pada dinding-dinding aveoli yang masih belum hancur. Ketika pasien menghembuskan napas, alveoli dan saluran-saluran udara kecil mengempis (collapse). Ini membuat udara lebih sulit untuk keluar dari paru-paru dan membuat udara baru bahkan lebih sulit untuk masuk.
Ketika lebih banyak paru yang rusak dan paru tidak dapat memelihara konsentrasi-konsentrasi oksigen dalam aliran darah, tubuh mengkompensasinya dengan secara berangsur-angsur meningkatkan kecepatan bernapas. Setelah sesaat, bahkan hyperventilation (hyper=lebih banyak + ventilation=bernapas) tidak dapat memelihara tingkat-tingkat oksigen yang memadai, dan arteri-arteri dalam paru mulai mengerut atau menyempit. Jantung harus bekerja lebih keras untuk mendorong darah kedalam pembuluh-pembuluh darah yang menyempit ini, menyebabkan tekanan darah dalam arteri-arteri paru meningkat (pulmonary hypertension). Dari waktu ke waktu, kebutuhan kerja ekstra menyebabkan otot jantung membesar (hypertrophy) dan dapat menyebabkan gagal jantung.