气管和支气管壁自内向外有黏膜、黏膜下层及外膜。
（1）黏膜层：由黏膜上皮、黏液纤毛装置及固有膜组成。
①黏膜上皮：气管到细支气管为假复层纤毛柱状上皮细胞。终末细支气管到呼吸性细支气管中段为单层纤毛柱状上皮细胞。呼吸性细支气管以下的肺泡管、肺泡囊为无纤毛的单层柱状或单层扁平7上皮细胞。气管、大支气管的纤毛呈绒毯状，终末细支气管为孤立的簇状。此外，气管到终末细支气管末端的纤毛柱状上皮细胞间散在有杯状细胞；终末细支气管和呼吸性细支气管的黏膜上皮内有Clara 细胞；气管到肺泡均有神经小体；气管到细支气管黏膜上皮基底上有基底细胞。
②黏液纤毛装置：气管到细支气管黏膜表面有黏液纤毛装置，其内层是稀薄浆液，称浆液层，外层是呈间断滴状的黏液，称黏强力层。黏液纤毛装置具有防御功能，黏液捕获的灰尘、细菌等可由规律摆动的纤毛推至喉部清除出去。
③固有膜：固有膜位于黏膜深层，由丰富的弹力纤维、胶原纤维、神经纤维、血管、腺体导管、淋巴组织、平滑肌及浆细胞和致密结缔组织构成。浆细胞可以分泌、贮存抗体，弹性纤维和胶原纤维可使呼吸性细支气管具有弹性，保持气道有适当的舒缩幅度。肺内环形平滑肌松弛时，支气管扩张；纵行平滑肌松弛时，肺脏扩张。
（2）黏膜下层：全由结缔组织形成，内含许多腺体，导管开口于黏膜表面，这些腺体经常分泌黏液，使黏膜上皮保持湿润并能黏着吸入的灰尘和细菌，便于通过上皮的纤毛运动而咳出体外。感染或过敏性炎症，如哮喘发作时，腺体分泌亢进，痰量也就增加了。
慢性或反复炎症可使黏膜下层的腺体增生和肥大，分泌功能亢进。
（3）外膜层：由软骨和纤维组成；在气管位置，软骨呈“C”字形，软骨缺口处有平滑肌和结缔组织连接。软骨的作用在于支撑呼吸道使之不易陷闭。自支气管以下，随着支气管树的不断分支，外层的软骨就间断变为不规则的软骨片，并且越来越稀少，黏膜上皮越来越薄，而且上皮出现越来越丰富的平滑肌；这些平滑肌的收缩和痉挛，正是支气管哮喘发作时下呼吸道阻塞的重要原因。