白喉杆菌在易感者的上呼吸道粘膜表层组织内或体表皮肤内繁殖，分泌外毒素外毒素渗入局部及周围组织，引起组织坏死和急性假膜性炎症从血管渗出的液体中含有易凝固的纤维蛋白，将炎性细胞，粘膜坏死组织和白喉杆菌凝固在一起而形成假膜，假膜呈灰白色，边缘较整齐，假膜与粘膜下组织紧密粘连，不易拭去少数病人的病变可侵入深层组织而形成溃疡面喉，气管及支气管粘膜上皮具有纤毛，形成的假膜和粘膜粘连不紧，易从气管切口处喷出

白喉外毒素来自局部吸收后，经淋巴和血液散布于全身各组织，与细胞结合引起病变，其中以心肌，末梢神经最____，肾脏和肾上腺皮质等处病变也较显着外毒素吸收量与假膜的部位和广泛程度有关，咽部最易吸收，扁桃体次之，喉及气管最少假膜越广泛，吸收的毒素量也越大毒素和组织结合开始时尚松弛，时间越长结合越牢固，也就不易为抗毒素所中和白喉杆菌一般停留于局部病灶，不进入血行，偶可到达局部淋巴结

早期心肌呈水肿，浊肿及脂肪变性，继而有多发性，灶性坏死，细胞浸润及肌纤维断裂心传导束亦可有病变，末梢神经呈中毒性神经炎，神经髓鞘呈脂肪变性，神经轴随后断裂，以眼，腭，咽，喉及心脏等神经的损害为最常见肾有浊肿，肾小管上皮脱落肝有脂肪浸润和肝细胞坏死肾小腺充血，浊肿，偶可见小出血点