血性胸腔积液最常见的原因还是恶性胸腔积液，所谓恶性胸腔积液就是恶性肿瘤转移到胸膜造成胸腔积液。在恶性胸腔积液中，最常见的是肺癌引起的胸腔积液，其次还可以有乳腺癌出现胸膜转移引起胸腔积液以及淋巴瘤引起的胸腔积液。
另外，还有其它的恶性肿瘤，比如消化道肿瘤、胃癌、结肠癌等都可以转移到胸膜引起胸腔积液，甚至部分妇科肿瘤，如卵巢癌也可以转移到胸腔引起胸腔积液，这是造成血性胸腔积液最常见的原因。还有部分良性胸腔积液可能也会呈血性，比如部分结核性胸膜炎的患者也会出现血性的胸腔积液。另外，在临床中比较少见的肺栓塞患者也可以出现血性胸腔积液 。