痢疾杆菌主要的致病物质，是痢疾杆菌产生的内毒素和外毒素。痢疾杆菌是通过污染水和食物，经过消化道感染的传染性疾病。痢疾杆菌进入人体后，在肠道中繁殖，繁殖过程中会产生毒素，包括内毒素。部分痢疾杆菌也会产生外毒素，又称为肠毒素。
导致感染痢疾杆菌患者发病的主要因素是内毒素吸收入血，导致机体出现炎症反应。内毒素会刺激免疫细胞，释放大量炎性介质，称为细胞因子。这些细胞因子会影响体温调节中枢，患者会出现寒战、发热症状。病情严重的患者，体内对内毒素会有超敏反应，导致血管收缩，影响有效血容量，从而导致低血压休克，也称为感染中毒性休 克。此类患者在临床上称为重型菌痢患者，发生休克后如未能及时纠正，会影响生命，所以此类患者较危险。内毒素还会导致脑血管痉挛，患者会出现脑水肿，甚至出现脑疝，也是菌痢中较危重的临床类型，称为脑型菌痢。