按病理可分為真性胸主動脈瘤、夾層胸主動脈瘤及假性胸主動脈瘤三類。按照瘤體形態不同可分為囊性動脈瘤、梭形動脈瘤。
1、囊性動脈瘤：即胸主動脈瘤的病變僅累及局部主動脈壁，突出呈囊狀，與主動脈腔相連的頸部較窄。
2、梭形動脈瘤：病變累及主動脈全周，長度不一，瘤壁厚薄不均。動脈瘤壁及鄰近主動脈可有鈣化，主動脈內壁可附有血栓。