结核菌侵入人体引起原发感染，由于人体会产生细胞免疫，又有先天免疫力，仅有5％的感染者发生结核病，其余的95％仅表现为结核菌素试验阳转而不发病。
结核杆菌侵入人体的途径：①呼吸道感染最为多见。通过排菌病人咳嗽时喷射到空气中的“微滴核”传染，排菌的肺结核病人在高声说话、咳嗽或喷嚏时喷射出来的微滴直径仅 1～10μm，若与病人距离在1m以内，可直接吸入微滴或吸入在空气中悬浮的微滴，吸入这样大小的微滴，可超越呼吸道的粘液纤毛防御进入肺泡，发生通过肺的感染。由于吸入空气容量的分布，细菌开始繁殖的部位在下肺野，可有肺门及纵隔淋巴结肿大。②消化道感染。饮用未经消毒含有牛型结核菌的牛奶后会发生肠系膜淋巴结肿大。③扁桃体感染。结核菌进入扁桃体，使颌下淋巴结肿大。④接触感染。多为病理解剖工作者工作时的手部损伤而发生，使感染部位相对应的淋巴结肿大。
结核菌一旦到达肺泡、肠道粘膜上皮、扁桃体内等处，即停留在这些部位，并以15小时增殖一次的速度慢慢繁殖。经过3～7周，在人体产生细胞免疫反应过程中，结核菌可通过淋巴道进入所属淋巴结。然后经过胸导管进入血液循环。结核菌在人体引起特异反应的 T淋巴细胞数量尚未足以控制感染进展前已播散在受感染者全身，为以后肺内及肺外发生结核病奠定了基础。若没有足够的免疫反应，则血流性播散将导致血行播散性结核的发生。这种感染过程最终由特殊反应的致敏淋巴细胞将巨噬细胞带到感染部位而得到控制。巨噬细胞吞噬了细菌，但结核菌在巨噬细胞体内仍然存活并继续繁殖。多数受感染者的防御功能可以控制感染的进一步播散，使受感染者与结核菌处于平衡状态。有些结核菌在病灶愈合过程中慢慢被消灭，但大部分结核菌仍以潜伏状态存活下来。
大约5％被感染的病人不能控制最初的感染，另外有5％的病人虽然经受住了最初感染的侵袭，但后来由于免疫功能下降而失去了控制感染的能力，使潜伏结核菌再繁殖而发病。
绝大多数肺外结核都是在原发肺部感染时经淋巴、血液循环播散所致，结核杆菌在原发过程中，通过菌血症而使结核菌沉落在全身各器官及体腔。这种原发感染一般均无临床症状，细菌引起极轻微的组织反应，在出现迟延型过敏反应（结核菌素试验阳性）即细胞介导免疫现象时，可以形成一种使细菌消灭的肉芽肿性炎症反应。然而，还有一些细菌继续长期地存活，以后可恢复活力，而出现明显的结核病。
结核杆菌为需氧菌，在氧供应充足的部位如肺尖、肾皮质、骨骺端和脑膜等处易繁殖。
结核病分为五类：
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