Patofisiologi tuberkulosis paru atau TBC paru disebabkan oleh infeksi Mycobacterium tuberculosis yang menular melalui aerosol dari membran mukosa paru-paru individu yang telah terinfeksi. Ketika seseorang dengan TB paru yang aktif batuk, bersin, atau meludah, droplet akan keluar ke udara bebas. Ketika terinhalasi oleh individu lain, droplet infeksius akan terkumpul di paru-paru dan organisme akan berkembang dalam waktu 2–12 minggu.

Kontak pertama bakteri Mycobacterium tuberculosis dengan host dapat menyebabkan infeksi tuberkulosis primer yang umumnya membentuk lesi tipikal TB, yaitu kompleks Ghon. Kompleks Ghon merupakan granuloma epiteloid dengan nekrosis kaseosa di bagian tengahnya. Lesi ini paling umum ditemukan dalam makrofag alveolar dari bagian subpleura paru-paru.

Lesi inisial dapat sembuh dengan sendirinya dan infeksi menjadi laten. Fibrosis terjadi bila enzim hidrolitik melarutkan tuberkel dan lesi dikelilingi oleh kapsul fibrosis. Nodul fibrokaseosa ini sering kali mengandung mycobacteria dan berpotensi reaktivasi.