Ww. komórki zapalne powodują bezpośrednie uszkodzenie tkanki płucnej, a także produkują mediatory, które nasilają reakcję zapalną, zwiększają napływ z krążenia komórek zapalnych i powodują przebudowę morfologiczną otaczających tkanek. Wśród mediatorów biorących udział w patogenezie POChP wymienia się: leukotrien B4, interleukinę 8, TNF-α, IL-1β; IL-6, TGF-β.
U chorych z POChP dochodzi również do zwiększenia stresu oksydacyjnego, bezpośrednio – głównie na skutek narażenia na dym tytoniowy oraz pośrednio – poprzez inaktywację antyoksydantów. Powoduje to zmniejszenie aktywności antyproteaz (α1-antytrypsyna, α1-antychymotrypsyna, elafina, cystatyny i inne), zwiększenie wydzielania śluzu i produkcję wysięku. Istotną składową POChP jest nierównowaga pomiędzy działalnością proteaz (elastaza, katepsyna G, proteinaza 3 i inne) a antyproteaz. Zmniejszenie zawartości w tkance płucnej elastyny rozkładanej przez proteinazy determinuje rozwój rozedmy. thumb|Obraz rozedmy centralnej zrazików charakterystycznej dla palaczy tytoniu.