中毒性巨結腸多自發於暴發性結腸炎初期或發生在首次發病的3個月內，也可因低鉀及用藥不當或特殊檢查而誘發。發病率尚不確切，有報道潰瘍性結腸炎並發中毒性巨結腸的發生率為1.6%～18%，克羅恩病則為1.0%～7.8%，小於20歲潰瘍性結腸炎或克羅恩病發生中毒性巨結腸的危險性約1%～5%。 常見的病因有：①炎症性腸病，如潰瘍性結腸炎、克羅恩病;②感染性腸炎，有細菌性(偽膜性腸炎、沙門菌感染、誌賀菌性腸炎、彎曲菌性腸炎、耶爾森菌性腸炎)、病毒性(巨細胞病毒性腸炎、艾滋病病毒感染性腸炎)和寄生蟲性(溶組織內阿米巴性腸炎、隱孢子蟲性腸炎);③其它有卡波西氏肉瘤(多病灶惡性新生血管增殖症)、氨甲蝶呤治療引起的偽膜性腸炎、腸扭轉、缺血性腸炎、憩室炎、結腸癌性腸梗阻等。
重症活動性結腸炎患者發生中毒性巨結腸，主要是病情進展迅速與治療不當，也可能由於鋇劑灌腸或纖維腸鏡檢查過程中的注氣和導管操作失誤。缺鉀及抗膽堿能，抗腹瀉藥物或 鴉片類麻醉性鎮痛劑可降低腸肌張力抑製腸運動，可誘發本病，由於嚴重的炎症破壞了控製正常腸道的神經與肌肉調節機製，腸腔內壓力使腸腔壁擴張超過其正常活動度。 此外，細菌過度生長及其產生的毒素進一步使腸腔擴張加重，並可導致腹膜炎。細菌的毒性進一步向全身循環係統擴散，導致全身中毒症狀的產生。患者血中的白細胞明顯升高，並產生低血鉀、低血鎂、貧血、低蛋白血症。
中毒性巨結腸累及全結腸，可呈節段性的病變以橫結腸及脾曲顯著。病理變化除具有潰結，克隆病各自的特點外，主要表現為重度炎症，深潰瘍。隱窩膿腫及假性息肉等，由於結腸快速擴張，腸壁變薄，血液循環障礙或腸壁膿腫穿透，易發生腸穿孔。
