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肺的发育始于胚胎第3周，由前肠分化而来，其上皮来自内胚层。根据肺的组织学特点，肺的胚胎发育过程经历5个时期：胚胎期、假腺体期、小管期、囊泡期和肺泡期，每一时期都有其特定的发育标志（表1-1-1）。在肺发育的每一时期，肺内气道、大血管及毛细血管的数目和复杂性也逐渐增加（图1-1-1）。
表1-1-1 肺的胚胎发育阶段及主要标志
图1-1-1 肺的胚胎发育
此期主要的发育标志是出现肺芽和主要肺动脉。胚胎发育第4周时，原始咽的尾端底壁内胚层正中形成喉气管沟，继而发育成喉气管憩室，这是喉、气管、支气管和肺的原基。喉气管憩室的头端发育为喉，中段发育为气管，末端膨大分成左右分支，发育为肺芽，左肺芽分为2支，右肺芽分为3支，肺芽反复分支而形成支气管树。在喉气管憩室发育过程中，如果气管食管隔发育不良，致使气管与食管分隔不完全，两者间有瘘管相连，则形成气管食管瘘并常伴食管闭锁。
肺血管源自近端纵隔间充质，约发生于胎龄第35～38天，此时形成广泛的毛细血管网并包绕每一个肺芽，同时接受发育中第6弓动脉的血液。肺动脉起源于第6弓动脉，肺静脉源自心背系膜单独静脉管道，这些血管不断分支并与纵隔间充质血管丛建立连续性，最终与心腔的血管分支连通。喉和气管发生过程中有一个管腔暂时闭塞再重新管腔化的过程，如果此过程受阻，可能会导致喉和气管的狭窄或闭锁。如果喉气管憩室的尾端没有分化为左、右肺芽，或左、右肺芽未能继续发育，则会造成双侧或单侧肺缺如；额外发育的气管和支气管肺芽将会形成无功能肺组织团块，最终造成肺隔离症。
假腺体期肺发育的主要特征是气道发育和血管到达肺泡，传导性气道从支气管树到终末细支气管的形成。与胚胎期不同的是，此期气道开始分化为特定的细胞类型。原始纤毛细胞约在第7周开始出现在膜状气管区域，到第12周时分布在软骨化的区域。约在第13周，近端气道开始出现上皮分化，分化为纤毛细胞、杯状细胞和肺神经内分泌细胞。间充质分化为各种结缔组织细胞及平滑肌。肺动脉和肺静脉最晚形成于假腺体期末，肺动脉在发育中与气道相伴生长，而肺静脉的发育则不同，是分布在肺段间。气道软骨也于此期发育，到第24周时已同于成年人的软骨形态。此期结束前，气道分支形态和肺泡囊前血管分布形态均已成熟。末端支气管的过度生长会导致先天性肺气道畸形，这常累及部分或整个肺叶。
小管期肺发育的标志性特征是呼吸性空气通道和原始肺泡管形成，Ⅰ型、Ⅱ型肺泡细胞分化，以及肺泡毛细血管屏障的建立，故此期是人类肺生长和发育的重要时期。此期围绕支气管树分支末端的间充质减少，使远侧气腔得以扩张。约第23周后，远侧气腔外围毛细血管网开始大量增加，其中许多毛细血管与呼吸道立方上皮细胞紧密接触，原始立方上皮也开始分化为具有分泌功能的Ⅱ型肺泡细胞，该细胞内含板层体，此为表面活性物质的胞内存储器。扁平的Ⅰ型肺泡细胞由Ⅱ型肺泡细胞分化形成，并与毛细血管网紧贴在一起，由于两者间的间充质较少，所以得以支持气体交换功能。第24周后，Ⅱ型肺泡细胞开始产生和分泌表面活性物质，加上此时胎儿空气通道的组织学特征，包括气道软骨也与成年人相同，小管期气体交换功能的平台也已经建立，肺内血液循环完善，故在此时早产的胎儿可进行正常的呼吸。而在24周之前出生的早产儿则存在Ⅱ型肺泡细胞分化不良，不能产生足够的表面活性物质，致使肺泡表面张力增大，肺泡萎陷，导致新生儿呼吸窘迫综合征。
这一时期最重要的特征是薄壁的终末囊泡结构开始肺泡化。随着肺的进一步发育，Ⅰ型、Ⅱ型肺泡细胞进一步分化，胞外间质逐渐减少，外周气腔进一步扩张和变薄，且形成的毛细血管网愈加贴合到肺泡上皮细胞，肺的气体交换面积在不断增加。在此期，囊泡壁开始出现次生嵴，并使得一部分毛细血管网一起向囊泡内突入，到囊泡晚期时，随着嵴两旁的侧向扩张，毛细血管网也已完全贴附到囊泡壁上。至此，肺泡壁的血-空气屏障双层结构得以建立。
肺泡期是肺发育的关键阶段，是肺泡形成和微血管成熟时期。肺囊泡结构肺泡化的精确时间尚不清楚，一般认为在第28～32周。胎儿出生后6个月内肺泡化会非常迅速，全肺的肺泡化会一直持续到2～3岁；同时伴随着相邻毛细血管网互相融合，这在胎儿出生后28天内最显著，而微血管成熟可能要持续到5岁。在此期，远侧气腔的管壁随肺泡上皮细胞的形成开始扁平化和薄壁化，部分细胞开始凋亡腾出空间。随后囊泡次生嵴由肺泡壁侧边长出，逐渐形成原始肺泡。从宫内到出生后，胎儿肺内形成的肺泡数以百万计，一般认为数量一直在增加，到成年时肺泡最终数量达到3亿～8亿个。肺泡期的发育特别容易受到病理因素影响，从而造成肺结构和功能的不可逆性损害。
胎儿出生后肺的发育，除了肺泡数量的增加，肺泡的大小也同步增加到青春期。肺容积在出生后第1年增加最快，儿童期肺容积的增加与体重增加呈线性正比关系，一般男性的肺容积与肺重量均超过女性。
目前对肺发育或成熟的分子机制及精确调节的认识仍处于初级阶段，包括各种转录因子、生长因子和其他信号分子等，而且大部分认识是基于对动物模型的研究，尤其是鼠肺的研究。这些研究虽然尚未完全阐明肺发育或成熟的分子机制，但是对一些重要的决定性因素已有所认识。一般认为，肺发育异常的本质是在遗传易感性的基础上，与外在环境等因素相互作用所致。
胎儿呼吸运动是保持肺容积的一个重要因素。在妊娠第28周时，超声下可观察到胎儿规律的呼吸运动。胎儿呼吸运动对肺泡表面活性物质的合成十分重要。肺泡表面活性物质由Ⅱ型肺泡细胞分泌，其间表面活性物质蛋白具有改变肺泡表面张力的作用，是维持肺泡功能完整性的必要物质。临床上会给予母亲类固醇激素（如地塞米松）来加速表面活性物质的功能性成熟；极早产儿容易发生新生儿呼吸窘迫综合征，可应用外源性肺泡表面活性物质来治疗。
正常肺发育需要充足的胸腔空间和正常的呼吸运动。任何引起胎儿胸腔容积异常、呼吸运动异常的因素均可导致胎儿肺发育不良。研究发现，横膈收缩运动会刺激肺生长因子的释放。临床上由于破坏胎儿呼吸运动导致肺发育不全的疾病有先天性膈疝、胸部占位、膈神经发育不全等。其他影响胎儿呼吸运动的因素还包括血糖水平、宫内感染、母体血液供应等。
胎儿肺液形成于妊娠第6周，是一种主要由气管和支气管的远端Ⅰ型、Ⅱ型肺泡细胞分泌的富含氯离子的液体。肺液会经呼吸道流到咽，与消化道的羊水相混合，但大部分仍留存在肺内，这是因为消化道的羊水压高过呼吸道的肺液压。肺液分泌时可引起肺内的压力升高，声带关闭限制了肺液向咽部流动。此时，胸腔内压力高于胸壁弹性回缩力，从而保持肺内适当的容积。因此，肺发育依赖于一定量的肺液。肺液和羊水具有密切关系。研究发现，羊水过少（Potter综合征）和严重先天性泌尿系统畸形都会影响肺内液体压力的正常形成，进而引起肺容积减小或肺发育不全，甚至导致肺动脉闭锁、先天性膈疝等。所以，羊水容积也影响肺容积，进而影响肺的生长发育。
吸烟是一个影响胎儿肺发育的重要因素。研究发现，无论是在宫内还是出生后，烟雾中的有害因素（尼古丁等）都会导致胎儿肺结构的改变，如肺容积、肺泡数量及气体交换面积的减少。其他重要的影响因素还有药物，如母亲服用抗生素和对乙酰氨基酚等。