腮腺炎病毒首先侵入上呼吸道及眼結(jié)合膜，在局部粘膜上皮組織中大量增殖后時入血循環(huán)(初次病毒血癥)，經(jīng)血流累及腮腺及一些組織，在這些器官中進(jìn)行增殖后，再次入血(二次病毒血癥)波及涎腺、睪丸、卵巢、胰腺、肝臟及中樞神經(jīng)系統(tǒng)等。
本病毒對腮腺有特別親合力，故腮腺的非化膿性炎癥為主要病變。其腺體呈腫脹發(fā)紅、滲出、出血性病灶和白細(xì)胞浸潤。腺上皮水腫、壞死，腺泡間血管有充血現(xiàn)象。腮腺導(dǎo)管呈卡他性炎癥，導(dǎo)管周圍及腺體間質(zhì)中有漿液纖維蛋白性滲出及淋巴細(xì)胞浸潤，往往引起腺管組織堵塞，內(nèi)壓增加，導(dǎo)致腺體腫大。
涎腺、睪丸、卵巢、胰腺亦可有類似炎癥改變。腮腺導(dǎo)管部分阻塞時，唾液中潴留淀粉酶可經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血循環(huán)，并從尿中排泄，導(dǎo)致血清與尿淀粉酶增高。
腦組織病變可呈急性病毒性腦膜炎病變，包括神經(jīng)細(xì)胞變性、壞死和炎性浸潤;偶見室管細(xì)胞壞死，結(jié)疤使大腦導(dǎo)水管狹窄，形成顱內(nèi)積水。青春期患者易并發(fā)睪丸炎。睪丸曲精管上皮顯著充血，有出血斑點及淋巴細(xì)胞浸潤。在間質(zhì)可見水腫 ，漿液纖維蛋白性滲出物。