研究表明，細菌內毒素可導致敗血癥。在膿毒癥的病理生理過程中，內毒素可直接或間接引發失控的炎癥反應、免疫功能障礙、高代謝和多器官功能障礙。膿毒癥時，感染因子激活單核吞噬細胞系統和其他炎癥細胞，產生和釋放大量炎癥介質。膿毒癥是壹種內源性炎癥介質，包括血管活性物質、細胞因子、趨化因子、氧自由基、急性反應物質、活性和生物活性脂質、血漿酶系統產物和纖溶系統。
膿毒癥可由外傷或嚴重燒傷引起，膿毒癥發生在手術後。臨床上膿毒癥常見於肺炎、腦膜炎、膽管炎、尿路感染、蜂窩織炎、腦膜炎膿腫等。病原微生物包括細菌、真菌、病原體和寄生蟲。然而，並不是所有膿毒癥患者的血培養結果都對引起感染的病原微生物呈陽性。感染性休克患者血培養陽性率僅為45%。膿毒癥常發生於嚴重疾病患者，如嚴重燒傷、多發傷、術後患者。
可能是抵抗力下降引起的，尤其是壹些慢性病患者，更容易發生敗血癥。此外，也可能是感染、藥物因素或局部疾病治療不當引起的，大部分是感染引起的，包括腹腔、肺部、尿路感染。