L'EP peut survenir en cas d'augmentation de la coagulabilité sanguine et/ou d'immobilisation ou d'anomalie des vaisseaux. Elle est le plus souvent la conséquence d'une thrombose veineuse profonde : 70 % des porteurs d'EP ont une TVP. Dans 20 % des cas, aucune cause ni circonstance favorisante n'est retrouvée.

D'après les données des études de cohortes prospectives, la mortalité par embolie pulmonaire varie de 7 à 11 %.

Des manifestations hémodynamiques immédiates et graves, telles que insuffisance ventriculaire droite, hypotension artérielle, syncope, surviennent en cas d'EP massive (30 à 50 % du lit artériel pulmonaire). Le risque de récidive des embols varie en fonction de la cause et du terrain. À long terme, une hypertension artérielle pulmonaire peut s'installer dans le cadre d'un coeur pulmonaire chronique postembolique (insuffisance cardiaque droite liée à la migration répétée d'embols parfois passés inaperçus).