人體存在非特異性免疫, 以抵擋霍亂弧菌的侵入。 胃酸在其中起主要作用, 胃大部切除後、大量飲水、大量進食使胃酸稀釋均降低對霍亂弧菌的抵抗。 但正常入食入霍亂弧菌量超過108-9, 均可發病。
人體的其他屏障如腸道動力、腸腔粘液、酶及膽鹽等, 霍亂弧菌卻可以適應。 霍亂弧菌通過鞭毛活動、粘蛋白溶解酶、粘附素以及細菌的化學趨化作用等, 使弧菌能成功地粘附於腸粘膜上皮細胞, 但不侵入細胞, 繼續繁殖, 繼而腸毒素起重要作用。
霍亂腸毒素有A、B兩個亞單位, 具有毒素活性的亞單位A又可分為由二硫化物聯結的A1和A2兩個多肽,
霍亂弧菌的內毒素來自弧菌細胞壁, 耐熱, 具有弧菌O抗原的特異性,
劇烈腹瀉和嘔吐, 導致水和電解質大量丟失, 迅速形成嚴重脫水, 因而出現微循環衰竭。 鉀、鈉、鈣及氯化物的喪失, 可發生肌肉痙攣、低鈉、低鉀和低鈣血症等。 由於膽汁分泌減少, 腸液中有大量水、電解質和粘液, 所以吐瀉物呈米泔水樣。 碳酸氯鹽的丟失, 形成代謝性酸中毒。 由於迴圈衰竭造成的腎缺血、低鉀及毒素對腎臟的直接作用, 可引起腎功能減退或衰竭。