一、發病原因
巴貝蟲原蟲是寄生於哺乳動物和鳥類等脊椎動物紅細胞內的蜱媒原生動物，屬於原生動物亞界(Protozoa)頂端複合物門(Apicomplexa)孢子蟲綱(Sporozoasida)梨漿蟲亞綱(Piroplasmia)梨漿蟲目(Piroplasmida)巴貝蟲科(Babesiidae)的巴貝蟲屬(Babesia)。有大小兩型蟲種之分，小型一般為2.5μm以下，是引起人巴貝蟲病的常見蟲型。原蟲寄生在脊椎動物的紅細胞內進行芽生增殖，通過不斷地侵入紅細胞使紅細胞破裂擴大感染。蜱類咋愛吸血時將含有原蟲的紅細胞攝入，原蟲在完好的紅細胞內相繼發育成有性合子(zygote)、彎體蟲(vermicule)，彎體蟲進入蜱涎腺細胞時，即經裂體增殖(schizogony)而呈半圓梨形體。當蜱再次吸血時此腺型原蟲即可感染脊椎動物。
二、發病機製
原蟲引起的嚴重症狀是通過侵入紅細胞，使紅細胞發生溶解破裂導致血管內溶血。其具體過程是：微小巴貝蟲的裂殖子首先用其前端貼近紅細胞。在迅速侵入紅細胞時，將部分紅細胞膜帶進，使紅細胞膜凹入而形成空泡。直到紅細胞膜裂解時，空泡隨之消失。原蟲則分布於胞質中，終致紅細胞發生溶解。
三、病理生理
1.毛細血管堵塞：多見於中心靜脈周圍。小血管和毛細血管壁有時會聚集大量含有原蟲的紅細胞引起血液淤積和毛細血管堵塞，導致受侵器官出現局部缺血而發生組織壞死。如肝髒竇狀隙血液淤積導致肝腫脹、細胞變性乃至壞死。
2.肝脾腎腫大：可見腫脹的肝髒等器官染有膽汁。脾增大至2～5倍，腎髒腫大，伴有出血點。死亡病例可見溶血性貧血。
3.血象改變：在肝、脾中常可看到吞噬紅細胞現象;肝、脾、骨髓等造血組織增生;血液中膽紅素升高導致黃疸。
4.在動物巴貝蟲病中，腦組織受到侵害也多見。
