Патогенність сальмонел визначають фактори адгезії і колонізації, фактори інвазії і здатність до токсінообразованію.

Проникнення сальмонел в кров. Адгезію до клітин епітелію забезпечують пили 1-го (маноза-чутливі), 3-го (агглютинируют еритроцити, оброблені таніном) і 4-го типів. На відміну від шигел, сальмонели не можуть самостійно проникати в епітеліальні клітини ШКТ, а потрапляють у них за допомогою ендоцитозу.

Сальмонели мало пристосовані до розмноження в епітелії і проникають далі в базальну мембрану, а потім у кровотік.

Запалення слизової оболонки. Проникнення і розмноження сальмонел в базальної мембрані викликає розвиток місцевої запальної реакції і приплив рідини у вогнище ураження. Поява діареї обумовлено синтезом ентеротоксин.

Термолабільних LT-токсин сальмонел, Схожий з ентеротоксин ешерихій і холерогену збудника холери, збільшує вміст цАМФ.

Термостабільний ST-токсин сальмонел нагадує цитотоксин шигел і порушує синтез білків і активує утворення простагландинів.

Генералізація процесу. На відміну від інших сальмонел, збудники черевного тифу і паратифів, проникнувши в кров, здатні виживати і розмножуватися в фагоцитах, а після загибелі останніх у великій кількості вивільнятися в кров. При цьому Vi-Ar інгібує дію сироваткових і фагоцитарних бактерицидних факторів.

Гинуть сальмонели вивільняють ендотоксин. Ендотоксин пригнічує діяльність ЦНС[греч. typhos, туман, спутанное сознание], А також може викликати міокардит, міокардіодистрофії та інфекційно-токсичний шок. Бактеріємія призводить до інфікування різних органів (жовчного міхура, нирок, печінки, кісткового мозку, твердих мозкових оболонок та ін) і вторинної інвазії епітелію кишечника (особливо пеєрових бляшок).

Проникнення сальмонел в жовчний міхур викликає тривале носійство з виділенням збудника. Наслідком вторинної інвазії бактерій в епітелій кишечника можуть бути кровотечі і перфорації, що виникають при ушкодженнях пеєрових бляшок.