由于各种气性坏疽杆菌侵入伤口后引起的广泛性的肌肉坏死,迅速发展为严重性感染。伴随着肌肉广泛性坏死,可有气体或无气体产生和严重的毒血症,通常发生于开放性骨折、深层肌肉广泛性挫伤,伤口内有死腔和异物存在或伴有血管损伤以至局部组织血供不良的伤病员,偶也可发生于择期手术,尤其是下肢、结肠和胆囊手术后。主要致病菌是梭状芽胞杆菌为革兰氏染色阳性厌氧杆菌,以产气荚膜菌、恶性水肿杆菌和腐败菌为主要,其次为产芽胞杆菌和溶组织杆菌等,临床上见到的气性坏疽,常是两种以上致病菌的混合感染。
梭状芽胞杆菌广泛存在于泥土和人畜粪便中,易进入伤口但并不一定致病。气性坏疽的发生,不但因为感染气性坏疽杆菌,更关系到人体抵抗力和伤口的情况,气性坏疽杆菌的生长繁殖需要在缺氧环境下。因此,失水、大量失血或休克,而又有伤口大片组织坏死、深层肌肉损毁,尤其是大腿和臀部损伤,弹片存留、开放性骨折或伴有主要血管损伤,使用止血带时间过长等情况,容易发生气性坏疽。
产气夹膜杆菌产生α毒素、透明质酸酶、胶原酶、溶纤维酶和脱氧核糖核酸酶等,红细胞破坏引起溶血、尿少、血红蛋白尿、肾组织坏死、水肿、液化,肌肉大片坏死,导致病变迅速扩散、恶化。除糖类分解而产生大量气体,使组织膨胀外,蛋白质的分解和明胶的液化,会产生硫化氢,进一步使伤口发生恶臭。且由于局部组织缺血,血浆渗出,及各种毒素的作用,导致伤口内的组织和肌肉会进一步坏死和腐化,更为细菌的繁殖提供了一个有利的环境,最终导致病变更为恶化。除此之外,大量的组织坏死及外毒素的吸收,可引起严重的毒血症。某些毒素甚至直接侵犯心、肝和肾,造成局灶性坏死,引起这些器官的功能减退。由此可见,气性坏疽的病原菌主要在伤口内生长繁殖,很少侵入血液循环引起败血症。