(一)發病原因
鉤端螺旋體呈細長絲狀，圓柱形，有12～18個螺旋，兩端有鉤，長6～20μm，呈活躍的旋轉式運動，有較強的穿透力，革蘭染色陰性，在暗視野顯微鏡下較易見到發亮的活動螺旋體。電鏡下觀察到其結構主要為外膜、鞭毛(軸絲)和柱形的原生質體(菌體)3部分。鉤端螺旋體需氧，營養要求不高，在常用的柯氏培養基中生長良好，鉤端螺旋體對幹燥及一般消毒劑極為敏感，可迅速被殺滅。至1986年，全世界已發現23個血清群和200個血清型。我國已知有19群74型，鉤端螺旋體的型別不同，對人的毒力、致病力也不同，某些鉤端螺旋體有溶血素或其他毒素。
各種有毒力的鉤端螺旋體經人體破損的皮膚(或正常皮膚)或鼻、眼、口腔、胃腸黏膜進入機體。病原體穿透力極強，可迅速穿過血管壁或淋巴管進入血液循環，在血液中大量繁殖，並侵入各器官和組織。在潛伏期內產生菌血症，菌血症持續1周左右出現毒血症，造成全身毛細血管、肺、肝、腎、心、中樞神經係統等器官損害。
(二)發病機製
本病的病變基礎是以鉤端螺旋體毒素引起的全身毛細血管損傷，從而導致器官程度不同的功能紊亂。病原體侵入機體後，出現一係列非特異性免疫反應，開始為外周血液中性粒細胞增加，出現輕度炎症反應，繼而淋巴細胞、漿細胞增殖，出現特異性抗體。病原體在器官、組織內生長、繁殖，裂解，機體出現特異性免疫反應，導致一係列損傷反應。
鉤端螺旋體病病理改變的特點是器官功能障礙的嚴重程度和組織形態變化輕微的不一致性，包括出現嚴重臨床症狀的病例，此種輕微組織結構變化極易恢複。肺是鉤端螺旋體常見的病變部位，常見的病變肺出血，氣管或支氣管黏膜出血，支氣管腔和肺泡充滿紅細胞。少數肺泡尚含有氣體或偶爾少量漿液滲出，但無肺水腫，雖然肺泡內有出血，但肺泡壁結構，間質細胞微質結構的改變很輕微。少數上皮細胞及內皮細胞有腫脹或漿膜破裂。
