80 % der Gallensteine sind Cholesterinsteine, welche hell und oft groß sind. Cholesterin ist nicht löslich kann nur durch eine ausreichende Menge von Gallensäuren in Lösung gehalten werden – es wird von ihnen „ummantelt“. Besteht ein Missverhältnis zwischen Gallensäuren und Cholesterin – zu wenig Gallensäuren und zu viel Cholesterin – kann es zur Verklumpung von Cholesterinanteilen kommen und es bilden sich Gallensteine.

Schwarze Pigmentsteine entstehen häufig bei chronisch rezidivierenden Hämolysen – Auflösung von roten Blutkörperchen –, beispielsweise im Rahmen einer Sichelzellenanämie. Weitere Risikofaktoren für schwarze Pigmentsteine sind eine bestehende Leberzirrhose und ein hohes Lebensalter.

Braune Pigmentsteine entstehen bei bakterieller Zersetzung von Bilirubin. Dabei bildet sich das Calciumsalz des Bilirubins, welches die Hauptmasse des Steins ausmacht. Eine bakterielle Besiedlung kommt vor bei Cholangitis – Entzündung des Gallengangs – und bei Stenosen – Verengungen – der Gallenwege.