志賀氏菌的致病作用，主要是侵襲力、菌體內毒素個別菌株能產生外毒素。

　　侵襲力：志賀氏菌進入大腸后，由于菌毛的作用粘附于大腸粘膜的上皮細胞上，繼而進入上皮細胞并在內繁殖，擴散至鄰近細胞及上皮下層。由于毒素的作用，上皮細胞死亡，粘膜下發炎，并有毛細吸管血栓形成以至壞死、脫落，形成潰瘍。志賀氏菌一般不侵犯其他組織，偶爾可引起敗血癥。目前認為不論是產生外毒素的還是只有內毒素的志賀氏菌，必須侵入腸壁才能致病。因此，對粘膜組織的侵襲力是決定致病力的主要因素。

　　內毒素：志賀氏菌屬中各菌株都有強烈的內毒素，作用于腸壁，使通透性增高，從而促進毒素的吸收。繼而作用于中樞神經系統及心血管系統，引起臨床上一系列毒血癥癥狀，如發熱、神志障礙，甚至中毒性休克。毒素破壞粘膜，形成炎癥、潰瘍，呈現典型的痢疾膿血便。毒素作用于腸壁植物神經，使腸道功能紊亂，腸蠕動共濟失調和痙攣，尤其直腸括約肌最明顯，因而發生腹痛、里急后重等癥狀。

　　外毒素：志賀氏菌1型及部分2型（斯密茲痢疾桿菌）菌株能產生強烈的外毒素。為蛋白質，不耐熱，75-80℃1小時即可破壞。其作用是使腸粘膜通透性增加，并導致血管內皮細胞損害。外毒素經甲醛或紫外線處理可脫毒成類毒素，能刺激機體產生相應的抗毒素。一般認為具有外毒素的志賀氏菌引起的痢疾比較嚴重。