Les calculs pigmentaires sont associés à une production excessive de bilirubine, par exemple dans les cas suivants
- hémolyse chronique - par exemple, sphérocytose héréditaire, drépanocytose, thalassémie, paludisme, leucémie
- cirrhose hépatique - en particulier en Extrême-Orient où l'hépatite virale est fréquente
- stase biliaire - par exemple, canal commun rétréci ou nettement dilaté
- infection bactérienne - 90 % des calculs pigmentaires sont constitués de mélanges denses de bactéries et de glycocalix bactériens avec des solides pigmentaires. Il est probable que l'á-glucoronidase bactérienne soit responsable de la déconjugaison de la bilirubine soluble diglucoronide en bilirubine non conjuguée, qui est ensuite agglomérée par le glycocalix en calculs macroscopiques.
En Asie notamment, les calculs pigmentaires sont associés à des infestations :
- Clonorchis sinensis
- Fasciola hepatica
- Ascaris lumbricoides