微生物侵入血液，通常经由两种机转：一是由原始感染部位，经由淋巴系统，侵入血管；或直接由针头，或其他被污染的血管内置物进入。一般说来宿主免疫反应，可利用吞噬作用或抗体反应，来清除外侵之微生物。但此清除作用未必奏效，此时便造成菌血症之发生。

菌血症（Bacteremia）或霉菌血症（Fungemia）分为三种形式：暂时性（Transient），闲歇性（Intermittent）及持续性（Continuous）。暂时性菌血症是最常见的形式，维持几分钟到数小时；发生于某些手术过程，如牙科手术、内试镜检查；或发生于某些细菌感染的急性期，如肺炎、脑膜炎、关节炎及均质性骨随炎。闲歇性菌血症则是细菌由感染部位，偶然由血管外之脓疡、脓肿、或浸润性感染，侵入血液。持续性菌血症，则是感染性心内膜炎和血管内感染的特征；但也同时在Brucellosis和Typhoidfever的感染早期发生。