Esistono tre principali tipologie di chilotorace distinti per la causa: traumatico, non traumatico e idiopatico. Storicamente, il tipo più comune riscontrato era quello non traumatico, tuttavia ad oggi (primi anni 2000) quelli traumatici rappresentano la maggior parte dei casi e soprattutto derivano da complicanze successive ad un intervento chirurgico. La causa più comune di chilotorace non traumatico è la presenza di un tumore. I chilotoraci possono essere classificati anche come a bassa o alta produzione in base al tasso di accumulo di chilo: i chilotoraci a bassa produzione sono caratterizzati da un accumulo di chilo inferiore ai mL ogni 24 ore, mentre quelli ad alta produzione presentano un accumulo maggiore ai mL per 24 ore.