吞噬细胞作为宿主的防御机制之一，其数量和功能在急性侵袭型肺曲霉病的发病中具有重要意义。淋巴细胞介导的细胞免疫也是重要的。实验研究证明，中性粒细胞可阻止曲霉菌丝的形成，而单核细胞则主要影响分生孢子。这与临床上本病好发于粒细胞缺乏和细胞免疫损害患者是吻合的。体液免疫在本病发病机制中的作用不清楚。在丙种球蛋白缺乏或功能紊乱患者本病发生率并无增加，提示体液免疫不起主要作用。病理表现主要为急性坏死性出血性肺炎。炎性浸润、化脓，进而形成肉芽肿。菌丝在肺内增殖和侵入血管，导致坏死性血管炎，造成血栓或菌栓，引起咯血和血行播散，在脑、肝、肾、心脏等脏器产生曲霉感染。肺外曲霉脓肿、菌栓的血行播散有时也可引起肺内感染病灶。