Infeksi adalah penyebab paling umum dari batuk dan hemoptisis, terhitung sekitar 70% dari batuk dan hemoptisis. Reaksi inflamasi saluran udara yang disebabkan oleh infeksi menyebabkan kongesti dan oedema pada selaput lendir dinding trakea, dan batuk berulang menyebabkan kerusakan pada trakea dan saluran napas bronkial, mengakibatkan kerusakan otot dan jaringan pendukung elastis dinding bronkial dan menyebabkan pelebaran trakea. Sekitar 20% batuk hemoptisis disebabkan oleh tumor paru primer, di mana selaput lendir superfisial trakea terlibat karena kompresi tumor, erosi atau pecahnya pembuluh darah karena banyaknya pembuluh darah di daerah di mana tumor tumbuh. Selain itu, batuk dan muntah darah dapat terjadi pertama kali pada kasus trauma pada saluran napas, gangguan koagulasi, batuk dan muntah dahak berbusa berwarna merah muda pada gagal jantung akut pada pasien lanjut usia, dan pada beberapa wanita karena endometriosis, batuk dan muntah darah dapat terjadi selama menstruasi dan hilang setelah menstruasi.