PSC jest rzadką chorobą wątroby o podłożu immunologicznym, która prowadzi do zapalenia dróg żółciowych z wtórnym wytworzeniem się tkanki bliznowatej w obrębie przewodów żółciowych. Oznacza to, że żółć, która normalnie przepływa przez przewody żółciowe do jelita, nie może prawidłowo odpłynąć i gromadzi się w wątrobie. U pacjentów z PSC może to prowadzić do powikłań zapalnych oraz dalszego uszkodzenia wątroby. Zob. rys. 1.

Rysunek 1. Schemat wątroby i przewodów żółciowych w PSC

Przewody żółciowe to małe rurki, które odprowadzają żółć z wątroby do jelita. Można to sobie wyobrazić jako system rurek ułożonych jak drzewo, którymi żółć spływa od najmniejszych przewodów żółciowych na górze (gałązki), w dół przez większe kanały żółciowe (gałęzie) i ostatecznie przez pień (kanał żółciowy wspólny).  

Uważa się, że w PSC układ odpornościowy „atakuje” przewody żółciowe, powodując stwardnienie i wórne do tego zwężenia zarówno drobnych jak i większych przewodów którymi odpływa żółć.