대부분이 바이러스가 원인으로 50%이상에서 RS 바이러스가 원인이고, 그 외에 파라인플루엔자 바이러스, 아데노 바이러스 및 다른 바이러스와 마이코플라즈마 등도 원인이 된다. 모유 수유를 하지 않거나, 여러 명의 아이들이나 흡연자와 함께 지내는 아기에게 잘 발생하고, 바이러스 감염은 보통 가벼운 호흡기 질환을 앓는 가족 구성원으로부터 얻게 된다. 큰 아이나 어른들은 영아보다 기관지가 크고, 염증이 생겨 부어오르더라도 더 잘 적응하기 때문에 바이러스에 감염이 되어도 세기관지염의 임상적 증상이 잘 나타나지 않는다.

바이러스에 의해 감염된 후 작은 기도들이 염증으로 인해 부어오르고, 기관지에서 분비된 점액이나 기관지 세포들이 떨어져 나가 말초부위의 기관지를 막게 되면, 호흡할 때 흡입한 공기가 빠져나갈 수 없게 되어 폐가 과도하게 팽창하고, 시간이 지남에 따라 갇혀 있던 공기가 흡수되면 무기폐가 생긴다.

대개의 환아들은 발병하기 수주일 이전에 가벼운 호흡기 질환을 가진 큰 어린아이들이나 어른들에 노출된 병력을 가지고 있다. 환아는 처음에는 맑은 콧물이나 재채기가 있는 가벼운 감기 증상을 보인다. 이런 증상들이 며칠동안 계속된 후 38.5도 이상의 고열이 나며 잘 먹으려 하지 않다가, 심한 기침, 보챔, 호흡 횟수가 빨라지고, 숨쉬기 힘들어하는 등의 호흡곤란 증세가 점차 나타난다. 호흡이 빨라지면 젖을 빨거나 삼킬 충분한 시간이 없어서 잘 먹지 못하거나 누워있는 것을 싫어하고 보채게 된다. 심하지 않은 경우에는 1∼3일 이내에 좋아질 수 있으나, 심한 경우에는 수 시간 이내에 급속히 나타나서 오랫동안 지속된다. 심한 경우에는 호흡수가 1분에 60회 이상으로 증가하고, 공기 부족 증세와 청색증이 나타난다. 코를 벌렁거리며 숨을 쉴 때 근육을 더 많이 움직이게 되어 가슴뼈 위나 늑골 아래부위가 숨을 쉴 때마다 쑥쑥 들어가게 된다.

진단은 아기 진찰 시에 폐에서 수포음이나 천명음이 들리고, 흉부 방사선 사진에서 폐가 공기로 팽창되어 있거나 폐 침윤이 있으면 할 수 있다. 혈액검사는 대개 정상 백혈구수를 보이고, 바이러스를 확인하기 위해서는 환아의 코나 구강의 분비물을 이용하여 특수 검사를 하거나 바이러스 배양을 하면 알 수 있다.

세기관지염의 경과는 기침과 호흡곤란이 나타난 후 처음 48∼72시간 동안에 병이 가장 심해진다. 환아는 심하게 아파 보이고, 보채며 어린 아기일수록 무호흡 발작이 일어날 수도 있다. 이 기간 후에는 점차 치유되어, 수일 내에 완전히 회복되고 사망하는 경우는 드물어서 1% 이내이다. 무호흡 발작이 지속되거나 호흡이 빨라서 잘 먹지 못하여 심한 탈수가 되는 경우 위험할 수 있다. 선천성 심장병이 있거나 미숙아로 태어난 후 만성 폐질환이 있는 경우, 면역결핍증이 있는 경우 더 심한 경과를 보일 수 있다. 세기관지염을 앓은 영아의 상당수에서 소아기 후반까지 기도의 과민성을 보이는 경향이 있으나, 이 두 질환 사이에 자세한 연관성은 잘 알려져 있지는 않다. 세기관지염을 앓고 난 후 과민성 기도가 생긴 영아는 흔히 천식이나 알레르기의 가족력이 있고, 세기관지염을 앓았던 기간이 길고, 가족 중에 흡연자가 있어 담배 연기에 노출된 적이 있다.

예방을 위해서는 주요 원인 바이러스인 RS 바이러스에 대한 예방 접종이 도움이 되지만, 아직 우리나라엔 예방 접종이 들어와 있지 않다. 바이러스가 유행하는 늦가을부터 초봄까지 사람이 많이 모인 곳에 가는 것을 피하고, 외출후엔 손과 얼굴을 깨끗이 씻고, 가족 중에 감기가 있는 사람이라면 증상이 심하지 않더라도 1세 미만의 아기와 지나치게 친밀한 접촉은 피하는 것이 좋다.

치료는 호흡수를 관찰하며 충분한 수분을 공급하고, 아기가 편안하게 숨을 쉴 수 있도록 시원한 공기 안에 있게 하고, 보통 30∼40도 각도의 편안한 자세로 앉거나, 목을 뒤로 젖히는 것이 좋다. 호흡 곤란을 보이거나 탈수가 심한 영아는 입원을 하여 보조 요법을 한다. 습도를 높인 산소를 공급해 주며, 빈호흡으로 인한 수분 손실을 보충해준다.

환아는 입으로 먹이거나 정맥 혈관으로 수액을 보충함으로써 빈호흡으로 인한 탈수를 막고, 심한 호흡성 산증이나 전해질의 불균형을 적절한 수액 요법으로 교정한다. 기관지 확장제를 입으로 먹이는 외에 직접 기도를 통해 흡입될 수 있도록 분무 치료를 하기도 하고, 증상이 심한 경우에 기계를 통한 호흡기 치료가 필요하기도 하다. 2차적인 세균성 기관지 폐렴이 합병된 경우, 항생제를 투여할 수 있다.