被受感染節肢動物叮咬之后，病毒在局部組織及局部淋巴結復制，病毒血癥的發生與持續取決于神經系統外局部組織內病毒復制的階段，單核-巨噬細胞系統清除病毒的速度以及特異性抗體的出現，故而出現臨床表現較大差異。
肉眼所見大腦充血水種，并有廣泛的神經細胞變性，腦組織多處有出血灶，顯微鏡檢查見神經細胞變性壞死，血管周圍有淋巴細胞，單核細胞和多形核白細胞浸潤，形成“血管周圍套”，有的膠質細胞增生和多形核白細胞堆積形成結節，病灶主要見于大腦基底節，腦干灰質和白質，也可侵犯小腦和脊髓。
