大部分结核性胸膜炎病人在患病初期和治疗的后期，都会产生一定程度的胸部疼痛不适，特别是在咳嗽、深呼吸时产生，这种胸痛病人一般是可以忍受的，比肺癌等恶性病变产生疼痛的程度明显要轻些。那么结核性胸膜炎为何会产生疼痛？
首先应从解剖角度进行分析。
胸膜分为两层，紧贴在肺表面一层为脏层胸膜，紧贴在胸壁内表面的一层为壁层胸膜，两层胸膜形成的一个密闭的潜在的腔隙，称为胸膜腔，腔内仅有少量液体，可减少呼吸时的摩擦，就如两块玻璃中间滴入一滴水时，两层玻璃可以很方便的移动错位，但要将两块玻璃垂直拉开，却是十分的不容易。这样，吸气运动时，胸壁靠呼吸肌的运动向外移动，胸廓变大，此时肺也跟着被拉大了，肺内形成负压，新鲜空气就通过气管进入了肺内。胸腔内的负压，还有利于静脉血与淋巴液的回流。
脏层胸膜的支配神经为内脏神经，一般不会产生胸疼的症状，壁层胸膜由肋间神经支配，才会形成可以感觉到的胸痛症状。
胸痛为胸膜炎最常见的症状。胸痛常突然出现，可为不明确的不适或严重的刺痛，在患者深呼吸或咳嗽时出现，亦可持续存在并因深呼吸或咳嗽而加剧。通常出现在正对着炎症部位的胸壁。亦可表现为腹部、颈部或肩部的牵涉痛。
患病早期，胸膜因出现炎症，表面有蛋白等渗出物，使胸膜表面粗糙，病人在呼吸和咳嗽时两层胸膜因相互滑动产生摩擦，出现疼痛；如果胸水增多，并发生大量积聚，可致两层胸膜相互分离，则胸痛可消失。大量胸腔积液可致呼吸时单侧或双侧肺扩张受限，发生呼吸困难。随着用药和胸腔穿刺抽液等治疗，胸水逐渐减少，两层胸膜再次粘在一起，可再次出现胸痛症状。然后，随着炎症的彻底吸收好转，胸痛症状才会最终消失。
部分病人由于治疗不及时，或者治疗不当，可于胸水吸收后，在胸膜腔内留下大量原来渗出的粘性蛋白，并将两层胸膜粘连在一起，医学上称为“胸膜粘连”，留下所谓的后遗症，严重者因胸膜肥厚收缩，导致胸廓缩小变形，对以后的生活造成不同程度的影响。