本病發病機制除主要由于B、T細胞交互作用外，還有免疫復合物沉積及病毒對細胞的直接損害等免疫病理因素所致。嬰幼兒時期典型病例很少，主要是不能對EB病毒產生充分免疫反應。
隨著感染進展，在B、T淋巴細胞交互作用后，導制CTL、巨噬細胞和非特異性殺傷細胞活性增強，阻礙B細胞的增殖，最終使疾病得到控制，體現了本病的自限性過程。先天性與獲得性免疫缺陷者，缺乏這種免疫機制，導致B細胞增殖失控，甚至發生免疫母細胞性B細胞肉瘤或其它惡性淋巴增殖病，如Burkitt淋巴瘤。
本病的主要病理改變是淋巴組織的良性增生、淋巴結腫大，但不化膿，淋巴細胞及單核—吞噬細胞高度增生，胸腺依賴副皮質區的T細胞增生最為顯著。肝、脾、腎、骨髓、中樞神經系統均可受累，主要為異常的多形性淋巴細胞浸潤。