本病的病原是傷寒桿菌，屬沙門菌屬D族(組)，革蘭染色陰性，呈短桿狀，長1～3.5μm，寬0.5～0.8μm，周有鞭毛，能活動(dòng)，不產(chǎn)生芽胞，無莢膜。在普通培養(yǎng)基上能生長，在含有膽汁的培養(yǎng)基中生長較好。

傷寒桿菌在自然界中的生活力較強(qiáng)，在水中一般可存活2～3周，在糞便中能維持1～2月，在牛奶中不僅能生存，且可繁殖，能耐低溫，在冰凍環(huán)境中可持續(xù)數(shù)月，但對(duì)光、熱，干燥及消毒劑的抵抗力較弱，日光直射數(shù)小時(shí)即死，加熱至60℃經(jīng)30分鐘或煮沸后立即死亡，在3%石炭酸中5分鐘即被殺死，消毒飲水余氯達(dá)0.2～0.4mg/L可迅速致死。

傷寒桿菌只感染人類，在自然條件下不感染動(dòng)物。此菌在菌體裂解時(shí)可釋放強(qiáng)烈的內(nèi)毒素，對(duì)本病的發(fā)生和發(fā)展起著較重要的作用。以少量內(nèi)毒素注射于人或家兔靜脈內(nèi)，可引起寒戰(zhàn)，發(fā)熱，不適和白細(xì)胞減少，這些現(xiàn)象和傷寒病人的表現(xiàn)極相類似。傷寒桿菌的菌體(“O”)抗原，鞭毛(“H”)抗原和表面(“Vi”)抗原均能產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，但這些并非保護(hù)性抗體。由于“O”及“H”抗原性較強(qiáng)，故常用于血清凝集試驗(yàn)(肥達(dá)反應(yīng))以輔助臨床診斷，亦可用以制做傷寒菌苗供預(yù)防接種。“Vi”抗原見于新分離(特別是從病人血液分離)的菌株，能干擾血清中的殺菌效能和吞噬功能，是決定傷寒桿菌毒力的重要因素。但抗原性不強(qiáng)，所產(chǎn)生的“Vi”抗體的凝集效價(jià)一般較低且為時(shí)甚短;當(dāng)病原菌從*中清除后，“Vi”抗體滴度迅速下降。“Vi”抗體的檢出雖對(duì)本病的診斷無多大幫助，但卻有助于發(fā)現(xiàn)帶菌者。含有“Vi”抗原的傷寒桿菌可被特異的噬菌體裂解。利用“Vi”Ⅱ型噬菌體可將傷寒桿菌分為約100個(gè)噬菌體型，對(duì)追蹤傳染源有幫助。

傷寒桿菌隨污染的水或食物進(jìn)入消化道后，一般可被胃酸殺滅，若入侵病菌數(shù)量較多，或胃酸缺乏時(shí)，致病菌可進(jìn)入小腸，侵入腸粘膜，此時(shí)部分病菌即被巨噬細(xì)胞吞噬并在其胞漿內(nèi)繁殖，部分則經(jīng)淋巴管進(jìn)入回腸集合淋巴結(jié)，孤立淋巴濾泡及腸系膜淋巴結(jié)中生長繁殖，然后再由胸導(dǎo)管進(jìn)入血流而引起短暫的菌血癥，即原發(fā)菌血癥期，此階段病人并無癥狀，相當(dāng)于臨床上的潛伏期。

傷寒桿菌隨血流進(jìn)入肝，脾，膽囊，腎和骨髓后繼續(xù)大量繁殖，再次進(jìn)入血流，引起第二次嚴(yán)重菌血癥并釋放強(qiáng)烈的內(nèi)毒素，產(chǎn)生發(fā)熱，全身不適等臨床癥狀，出現(xiàn)皮膚玫瑰疹和肝，脾腫大等，此時(shí)相當(dāng)于病程的第1～2周，毒血癥狀逐漸加重，血培養(yǎng)常為陽性，骨髓中傷寒桿菌最多，持續(xù)時(shí)間較長，故培養(yǎng)陽性率最高。病程第2～3周，傷寒桿菌繼續(xù)隨血流散播至全身各臟器與皮膚等處，經(jīng)膽管進(jìn)入腸道隨糞便排出，經(jīng)腎臟隨尿液排出，此時(shí)糞便，尿液培養(yǎng)可獲陽性。經(jīng)膽管進(jìn)入腸道的傷寒桿菌，部分穿過小腸粘膜再度侵入腸壁淋巴組織，在原已致敏的腸壁淋巴組織中產(chǎn)生嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)和單核細(xì)胞浸潤，引起壞死，脫落而形成潰瘍，若波及病變部位血管可引起出血，若侵及肌層與漿膜層則可引起腸穿孔，此外，傷寒桿菌也可在其他組織引起化膿性炎癥如骨髓炎、腎膿腫、膽囊炎、腦膜炎、心包炎等。

病程第4周開始，*產(chǎn)生的免疫力漸次加強(qiáng)，表現(xiàn)為體液免疫和細(xì)胞免疫功能增強(qiáng)，吞噬細(xì)胞作用加強(qiáng)等，傷寒桿菌從血流與臟器中逐漸消失，腸壁潰瘍漸趨愈后，疾病最終獲得痊愈。少數(shù)病例可能由于免疫功能不足等原因，潛伏在體內(nèi)的傷寒桿菌可再度繁殖并侵入血流引起復(fù)發(fā)。