登革病毒经伊蚊叮咬侵入人体后,在单核-巨噬细胞系统增殖后进入血液循环,形成第一次病毒血症,然后定位于网状内皮系统和淋巴组织中,在外周血单核细胞、组织中的巨噬细胞和肝脏的Kupffer细胞内复制,再次进入血液循环,形成第二次病毒血症,引起临床症状。登革病毒与机体产生的特异性抗体结合形成免疫复合物,激活补体系统,导致血管扩张、充血,通透性增加,血浆蛋白及血液有形成分外渗,引起血液浓缩、出血和休克等病理生理改变。同时病毒可抑制骨髓中白细胞和血小板生成。出血机制可能与血小板减少及其功能障碍、凝血因子消耗有关。
重症登革热发病机制至今尚未完全阐明,登革病毒二次感染所致的抗体依赖性增强作用、细胞因子风暴、病毒毒力变异等因素发挥着重要作用。