結核桿菌對人類具有致病作用的主要為人型,其次為牛型,包括兩方面,一細菌在組織細胞內大量繁殖引起的炎癥。二菌劑成分及代謝物質的毒性,以及機體對菌體成分產生的免疫損傷,。
結核桿菌致病有關的具體成分包括類脂質、糖類和菌體蛋白。因體液中的抗體不能作用于細胞內的結核桿菌,所以對結核桿菌的保護性免疫應答,主要是細胞免疫。總之,結核桿菌的侵入方式,數量,獨立不同和機體免疫狀態的差異,均使感染結核桿菌后的結局迥異。
人體在對結核桿菌免疫應答反應中,細胞的活化,細胞因子的產生,在殺滅結核桿菌同時,也常常導致自身組織損傷,結果形成肉芽腫,肉芽腫能使炎癥反應局限化,并阻擋致病菌的擴散,但同時有組織壞死和纖維化,使其外觀和功能受到嚴重損害。