布氏桿菌病急性期的病理變化為多臟器的炎性變化及彌漫性的增生現象。慢性期主要表現為局限性感染性肉芽腫組織的增生。該肉芽腫可位于椎體內或鄰近椎間盤的軟骨下椎體骨質內。病變可繼續擴大，侵及周圍骨質，軟骨板及椎間盤。最常見受累的是腰椎。感染性肉芽腫顯微鏡下可見上皮樣細胞和類似郎罕巨細胞，周圍有淋巴細胞及單核細胞，肉芽腫直徑約1MM。有少數發生坯及干酪樣病變，偶見死骨。廣泛的新骨形成是一特殊的表現。因椎間盤破壞，椎體間常呈骨性的融合。據統計約30%～40%病人有骨關節的病變。主要表現為關節炎，骨膜炎，骨髓炎，脊柱炎。脊柱，肩關節，肩鎖關節及骶髂關節最容易受侵犯。