病毒傳播
（1）通過蜱的叮咬森林腦炎病毒進入人體，在接觸局部淋巴結或單核-巨噬細胞后，病毒包膜E蛋白與細胞表面受體相結合，然后融合而穿入細胞內，病毒在淋巴結和單核巨噬細胞系統內進行復制。
（2）復制的病毒不斷釋放而感染肝、脾等臟器，感染后3～7天，復制的病毒大量釋放至血液中形成病毒血癥，可表現病毒血癥癥狀，病毒隨血流進腦毛細血管，最后侵入神經細胞，亦可通過淋巴及神經途徑抵達中樞神經系統，產生廣泛性炎癥改變，臨床上表現為明顯的腦炎癥狀。
（3）病毒侵入人體后，在局部淋巴結等單核-吞噬細胞系統中復制后入血，引起病毒血癥，由于特異性抗體的形成，大多數患者呈隱性感染或表現為輕型的不典型病例，僅一小部分患者，病毒進入中樞神經系統而產生病變。
（4）病后15天約10%患者血清中出現中和抗體，可長期存在。補體結合抗體在感染后1個月始出現，半年后明顯下降。血凝抑制抗體出現較早，在血清中存在時間較長。
病毒免疫
（1）蜱傳腦炎病毒侵入人體后是否發病，決定于侵入人體病毒數量及人體免疫功能狀態，若侵入人體的病毒量少，在病毒進入單核巨噬細胞系統復制過程中或復制后經血流進入中樞神經系統的行程中，被機體細胞介導免疫、補體、抗體等人體免疫功能所滅活，則不發病若。
（2）僅少數病毒侵入中樞神經系統，且毒力弱，不足以造成嚴重病理損傷，此時，則不引起發病或癥狀很輕。若人體細胞免疫功能低下或缺陷，大量病毒侵入人體，且病毒毒力強，侵入中樞神經系統后可引起大量神經細胞破壞。
（3）此外，人體免疫功能在對抗病毒抗原反應中也可引起神經髓鞘的脫失和周圍血管及血管組織的破壞。由于血管破壞引起循環障礙，又進一步引起相應神經組織的受損，這樣，臨床上出現明顯癥狀和典型病程經過。