三焦病機是指上、中、下三焦所屬臟腑的病理變化。三焦所分屬的病變部位，上焦主要包括肺與心；中焦包括脾、胃、膽腑、大腸與膜原等；下焦包括腎藏、肝藏、小腸、膀胱等。三焦病機反映溫病的發生、發展和傳變、轉歸的規律。由三焦病機演變而產生的臨床證候，也是溫病辨證施治的基礎，故研究三然病機有著重要的臨床意義。
三焦學說導源於《內經》、《雜經》，而發展於溫病學派，尤為清代醫家吳鞠通所倡導。《內經》、《難經》首以三焦概念將胸腹腔分為上、中、下三部，即胃之上口至胸膈為上焦，胃中烷位處中焦，回腸膀胱居於下焦。如《靈樞‧營衛生會篇》指出："上焦出於胃上口，並咽以上，貿膈而布胸中","中焦亦並胃中","下焦者，別回腸，注於膀胱而滲入焉"。《難經‧三十一難》同樣說道："上焦者，在心下，下禹，在胃上口","中焦者，在胃中腕，不上不下","下焦者，當膀胱上口"。同時，《內經》、《難經》對三焦的功能也作了論述。如《靈樞‧營衛生會篇》說："上焦如霧，中焦如漚，下焦如瀆"。《難經‧三十一難》進一步指出，上焦"主內而不出"，中焦"主腐熟水穀"，下焦"主分別清濁，主出而不內，以傳導也"。時至漢代，對三焦的研究已不僅局限於部位及生理方面，而開始涉及到具體的病理變化。如東漢張仲景在《金匱要略》中敘述了熱在上、中、下焦的病機及臨床表現。其《五臟風寒積聚病脈證並治篇》云："熱在上焦者，因咳為肺痿；熱在中焦者，則為堅；熱在下焦者，則尿血，亦令淋秘不通"。即肺居上焦，其受熱而咳，久則成痿；脾胃居中焦，中焦熱則大便燥實堅硬；腎與膀胱居下焦，熱在下焦則尿血，小便淋秘不通。《傷寒雜病論‧平脈篇》論述疫病的發病機制："上焦怫鬱，藏氣相薰","中焦不治，胃氣上衝，脾氣不轉"，"下焦不闔，清便下重，令便數難，臍築漱痛，命將難全"。到了金元時期，隨著溫病學說的發展，對三焦病機的研究更加廣泛深入。例如金元四大家之一的劉河間，不僅多方面論述了外感、內傷疾病的三焦病機變化，還根據三焦病變作為外感熱病的分期，即上焦為其初期，中焦為其中期，下焦是其後期。如在《素問病機氣宜保命集‧小兒斑疹論》中謂斑疹"首尾不可下者，首曰上焦，尾曰下焦"，其所說首曰上焦者，即指疾病的初期，尾曰下焦者，即指疾病的後期。在冶療上，亦依三焦病機而立法，如對上焦熱而煩赤者用牛黃散，上焦熱無他證者用桔梗散等(《素問病機氣宜保命集‧熱論》)。到了清代則逐步形成了以衛氣營血病機和三焦病機為核心的溫病學埋論體係。如喻嘉言強調溫疫的三焦病機定位，並提出了以調整三焦氣機為目的的治療原則。他在《尚論篇‧駁正(序例)》中說："然從鼻從口所入之邪，必先注中焦，以次分布上下","此三焦定位之邪也"。在治療上則提出："上焦如霧，升而逐之"，"中焦如漚，疏而逐之","下焦如瀆，決而逐之"，皆"兼以解毒"。葉天士在創立衛氣營血理論闡明溫病病機的同時，亦論述了三焦所屬臟腑的病理變化及其治療方法。吳鞠通繼葉氏之後，系統論述了三焦所屬臟腑的病機演變及其相互傳變規律，並依據三焦病機確立了三焦辨證綱領和制定出相應的治療方藥。至此，三焦病機與辨證學說乃臻於完善。
三焦病機的發生與演變，是隨病邪性質和體質因素而異的。例如風性升散疏泄，多始於上焦肺衛；暑為夏季火熱之氣所化，而心屬火藏，為陽中之陽，通於夏氣，故暑熱病邪易逞襲上焦心包；濕為土之氣，脾胃同屬中上，濕土之氣同類相從，故濕熱病邪可直犯中焦脾胃或匿發於膜原；陰精素虛的體質，邪氣每伏匿少陰，迨其潰發，則始於下焦。三焦病機的傳變，一般是從上焦傳中焦，中焦傳下焦。如吳鞠通說："上焦病不治，則傳中焦，胃與脾也；中焦病不治，即傳下焦，肝與腎也。始上焦，終下焦"(《溫病條辨‧中焦篇》第條自注)。在傳變方式上，有順傳、逆傳兩種，所謂順傳，指邪從上焦肺衛，傳至中焦胃腑的過程。正如王孟英所說："腑開竅於鼻，吸入之邪先犯於肺，腑經不解，則傳於胃，謂之順傳。不但藏病傳腑為順，而自上及中，順流而下，其順也有不待言者"(《溫熱病篇》第11條按)。順傳的特點是由腑入胃，病邪有欲出之機，病情有向愈之勢，預後較好。所謂逆傳，是指邪自肺傳入心包的過程。吳鞠通說："肺病逆傳則為心包"(《溫病條辨‧中焦篇》第1條自注)。王孟英也說："若自肺之心包，病機漸進而內陷，故曰逆。(《王孟英醫案‧風濕》沈裕崑室案)。逆傳的特點是，呈暴發性，來勢迅猛，病情重篤兇險，預後差。臨床所見，往往初起有短暫寒戰高熱，旋即體溫驟降，神昏肢厥，瀕於病危。以上是三焦病機傳變的一般規律。但是，人體是一個有機的整體，其中經絡貫串，氣血流通，邪之所感，隨處可傳，故上、中、下三焦之傳變，往往互相交錯，不能截然劃分。
三焦病機的轉歸，隨病變部位常有差異。邪在上焦者，若正氣尚未至大虛，即能祛邪外出而愈；若感邪較重，或因肺金受刑，肺之化源衰絕，即易導致死亡；或逆傳包絡，心神內閉，引起內閉外脫，亦能危及生命。故吳鞠通說："溫病死證，在上焦有二，一曰肺之化源絕者死，二曰心神內閉，內閉外脫者死。"(《溫病條辨‧上焦篇》第11條)。邪傳中焦，雖有脾、胃、腸道、膽府、膜原之別，但主要病變集中在脾、胃與膽腑。其轉歸有：邪熱入胃，正勝邪卻，病趨痊愈；邪熱結聚腸腑，腑通邪解而愈；腑實津傷，真陰耗竭而亡；濕熱穢濁彌漫三焦，阻塞機竅，威脅患者生命等種種不同。總之，正如吳鞠誦所指出的，中焦溫病死證有二，一為"陽明太實，土克水者死"，一為"穢濁塞竅者死"(同上引)。至邪傳下焦，若正氣漸復，正能敵邪，尚可法邪外出而逐漸好轉、痊愈；若陰精耗盡，陽氣失於依附，則陰竭陽脫而亡。所以，吳鞠通說："在下焦，無非熱邪深入，消灼津液，涸盡而死也"(同上引)。溫病的種類雖多，但在疾病的發展過程中，上、中、下三焦的病機變化多有共同之處。上焦為溫病的初起，一般病變部位較淺，熱勢較輕，病情不重；中焦為溫病的極期，多邪正俱盛；下焦為溫病的後期，一般邪少虛多。三焦病機的共性，決定著辨證施治有一定的規律性。在辨證方而，上焦溫病以發熱、咳嗽或咳喘為主要證候，或兼見惡寒、頭痛、脈浮數等肺衛表證。中焦溫病以邪熱熾盛，但惡熱不惡寒為特點，兼煩渴、大汗、脈洪者為陽明熱盛；兼便秘、神昏、苔黃燥者，為熱結腸腑；兼寒戰熱熾，往來起伏、口苦、心煩者，為膽熱熾盛；兼嘔惡、腕痞、舌苔垢膩者，為濕熱中阻。下焦溫病，證見低熱持續，手足心熱甚於手足背、舌絳不鮮，或兼手足蠕動者，為肝腎陰虧、虛風內動之象；證見小便不通，熱蒸頭脹者，則為濕注小腸，泌別失司。在治療方面，吳鞠通根據三焦病機概括為："治上焦如羽(非輕不舉)，治中焦如衡(非平不安)，治下焦如權(非重不沉)"(《溫病條辨‧治病法論》)。這就是說，上焦溫病的治療，因於風熱者，宜用質輕味薄、清涼洩熱之劑，一面清洩上焦邪熱，一面輕宣上焦氣機，使初犯之邪，宣出衛分而解；由於濕阻而肺不肅降者，宜用輕苦微辛之品，宣肺化濕。因肺主一身之氣，氣化則濕化，迨"濕去氣通，布津於外，則自然汗解"(石蒂南《醫原‧濕氣論》)，並應"純然清肅上焦，不犯中下"(《溫病條辨‧上焦篇))4條)中焦溫病的治療，有熱無濕者，應把握邪熱與陰傷的程度，或撤熱以存陰(如辛寒清氣、苦寒攻下、清洩少陽等)，或養陰以扶正(如甘寒養陰)。因於濕熱互結而阻於中熊者，宜苦洩邪熱與開洩濕濁並舉，即辛苦通降之法，使濕熱分解，脾胃升降恢復正常。下焦溫病的治療，主要是以鹹寒柔潤，滋膩重濁之品填補真陰，故謂之"非重不沉"。根據三焦病機，在辨證施治上雖有一定規律可循，但亦有例外，如熱閉心包，病變雖在上焦，而病邪已深入營血，則輕清宣洩已不適宜，應以開閉醒神為急務。如葉天土說："外熱一陷，裡絡就閉，非菖蒲鬱金等所能開，須用牛黃丸、至寶丹之類以開其閉"(《溫熱經緯‧葉香岩外感溫熱篇》)，其挾痰者兼以滌痰開竅；挾瘀者，兼以化瘀通絡。又如濕阻小腸，泌別失司，病變雖屬下焦，但濕邪仍然偏盛，滋填之法，則屬禁忌，又當急以滲利為治。