當人體被帶病毒的蚊蟲叮蛟后，病毒即進入血循環(huán)中。發(fā)病與否，一方面取決于病毒的毒力與數(shù)量，另一方面取決于機體的反應性及防御機能。當人體抗體病能力強時，病毒即被消滅。如人體抵抗力降低，而感染病毒量大，毒力強時，病毒經血循環(huán)可突破血腦屏障侵入中樞神經系統(tǒng)，并在神經細胞內復制增殖，導致中樞神經系統(tǒng)廣泛病變。不同的神經細胞對病毒感受不同，以及腦組織在高度炎癥時引起的缺氧、缺血、營養(yǎng)障礙等，造成中樞病變部位不平衡，如腦膜病變較輕，腦實質病變較重；間腦、中腦病變重，脊髓病變輕。注射百日咳菌苗或患腦囊蟲病者乙腦發(fā)病率明顯高，可能系血腦屏障被破壞之故。

病變廣泛存在于大腦及脊髓，但主要位于腦部，且一般以間腦、中腦等處病變?yōu)橹?。肉眼觀察可見軟腦膜大小血管高度擴張與充血，腦的切面上可見灰質與白質中的血管高度充血、水腫，有時見粟?；蛎琢４笮〉能浕瘔乃涝?。顯微鏡下可見:

血管病變　腦內血管擴張、充血、小血管內皮細胞腫脹、壞死、脫落。血管周圍環(huán)狀出血，重者有小動脈血栓形成及纖維蛋白沉著。血管周圍有淋巴細胞和單核細胞浸潤，可形成“血管套”。

神經細胞變性、腫脹與壞死 神經細胞變性，胞核溶解，細胞漿虎斑消失，重者呈大小不等點、片狀神經細胞溶解壞死形成軟化灶。壞死細胞周圍常有小膠質細胞圍繞并有中性粒細胞浸潤形成噬神經細胞現(xiàn)象（neuronophagia）。腦實質腫脹。軟化灶形成后可發(fā)生鈣化或形成空洞。

膠質細胞增生主要是小膠質細胞增生，呈彌漫性或灶性分存在血管旁或壞死崩解的神經細胞附近。

由于以上病變的程度及分布各不相同，故在臨床上神經癥狀表現(xiàn)極不一致。