內毒素的致病機理下圖簡圖表示。
 

1、致熱性
極微量(1 ~5ng/kg)的內毒素注射入人體足以引起健康成人2小時內產生發熱反應，且維持4小時左右，而對于革蘭氏陰性菌感染，慢性消耗性疾病及晚期腫瘤病人，引起發熱反應的最低內毒素劑量可低至0.2~0.5ng。

內毒素可使人體和動物致熱，人體對內毒素致熱原敏感。0.0001~0.005μg/kg 傷寒沙門氏菌內毒素即可引起人體發熱，而家兔發熱量比人高10倍左右。也就是說，在正常情況下，人體內內毒素的正常閾值保持在0.001~0. 05ng/ml之間，一旦人體免疫力下降或遭受某種致病菌侵襲時，細菌便在機體內繁殖崩解，釋放出大量的內毒素，當體內內毒素的濃度高于這個閾值時，即可啟動內外源致熱原引起機體發熱。

內毒素引起發熱反應的作用機理并不是直接的，而是通過誘生內原性熱原(endogeneons pyrogens，EPS)所起的間接作用。內毒素作用于肝枯氏細胞、中性細胞、中性粒細胞等，使之釋放內源性熱原質，再刺激下丘腦體溫調節中樞所致。
 

目前已知EPS主要有三類，即腫瘤壞死因子（tumor necrasis factor，TNF）、白細胞介素- 1（interlenkin 1，1L-1）、β2-干擾素(interonB2，IFN-Bz)。當內毒素激活單核/巨噬細胞后這些細胞可合成和釋放IL-1。IL-1是分子量12000~18000d的糖蛋白，為一族多肽類，分為IL-1α、IL-1β兩個亞型，在70℃時，30分鐘即失去其致熱性。給動物靜脈注射重組的IL-10. 1 μg/kg 就可引起發熱。發熱呈現雙峰型，第一個熱峰在注射后1.5~2小時出現，第二個熱峰在注射后2~4小時出現，已經證實IL-1在作用于下丘腦體溫調節中樞的過程中，刺激PGE2的形成。TNF系由單核/巨噬細胞受內毒素（ET）刺激后釋放出的一種分子量為17000d的蛋白質。小劑量（1μg/kg)TNF引起的發熱為單峰熱，給家兔靜脈注射后的1小時達到高峰。大劑量TNF（> 10μg/kg）可引起雙峰熱，第二個峰值在注射后3~4小時出現。TNF能刺激下丘腦合成PGE：及誘導IL-1的產生。

實驗表明：應用內毒素（ET）后雙峰的第一個熱峰是TNF直接作用于體溫調節中樞而產生的，第二個熱蜂則是由于IL-1作用而產生的。IFN-β2分子量約為15000d左右，由淋巴母細胞或致敏的淋巴細胞所產生。由IFN-β2引起的發熱呈單相型，過程較慢，峰值在注射后2~3小時達到。IFN-β2可刺激下丘腦釋放PCE，直接作用于體溫調節中樞而引起發熱。

內毒素及誘生內原性熱原均屬于大分子物質，難以通過血腦屏障，故認為誘生內原性熱原引起發熱是通過室周器官（cirumventricular organs，CVO’S）而到達下丘腦的。此處的毛細血管是由孔狀連接的內皮細胞構成，而在腦的其他部位，毛細血管是由緊密連接的內皮細胞構成。這樣大分子物質就可由CVO’S處進人腦組織。CVO’S通道的終點位于第三腦室的嘴側壁，其一面緊靠視前區，目前認為此處是發熱介質由體循環到達下丘腦體溫調節中樞的重要通道。誘生內原性熱原作用于體溫調節中樞的溫敏神經元，使體溫的“調定點”上升而導致發熱。

另有研究報道：內毒素可直接作用丘腦下部，刺激體溫調節中樞，導致機體發熱。