白喉杆菌侵袭上呼吸道粘膜后，在表皮上皮细胞内增殖。麻疹、猩红热、百日咳及上呼吸道感染患者，对本病感受性增强。白喉杆菌外毒素为主要致病因素，由外毒素对粘膜的损害，导致纤维蛋白、坏死细胞及白细胞、细菌凝结而形成伪膜。伪膜可见于鼻、咽、喉、结膜、耳、外阴、皮肤破损处等部位。外毒素吸收可引起寒热，头身疼痛等全身中毒症状。可并发休克、心肌炎、神经麻痹、中毒性肾病、支气管肺炎以及肝脏、肾上腺皮质等脏器损害。