病原菌為肺炎鏈球菌，其血清分型有83種，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型致病力強，其余各型致病力弱或無致病力，多為上呼吸道寄生菌，肺炎球菌呈彈頭形，直徑約0.5～1.5micro；m，成雙排列時，鈍端或尖端相對，有時呈短鏈狀排列或單個存在，在體內能形成莢膜，普通染色標本中，因莢膜不易著色，故呈現出不著色的半透明影繞于細菌外圍，此莢膜可用特殊染色法染出，有助鑒別，肺炎鏈球菌不產生外毒素，其致病力主要靠莢膜侵襲作用，感染后，機體可獲得短期免疫力，容易復發，再發，與細菌型別繁多，免疫期短有關。
膿液和粘連比較集中于大腦表面，頂部較多，有如帽狀，腦底膿液較少，晚期病人病變較為普遍而嚴重，常見并發癥有硬腦膜下積液或積膿，病程較長者可致腦室擴大，甚至形成腦積水。