先天性巨結腸的基本病理變化是在腸壁肌間和粘膜下的神經叢內缺乏神經節細胞，無髓鞘性的副交感神經纖維數量增加且變粗，因此先天性巨結腸又稱為無神經節細胞癥(aganglionosis)，由于節細胞的缺如和減少，使病變腸段失去推進式正常蠕動，經常處于痙攣狀態，形成功能性腸梗阻，糞便通過困難，痙攣腸管的近端由于長期糞便淤積逐漸擴張、肥厚而形成巨結腸。實際上巨結腸的主要病變是在痙攣腸段，90%左右的病例無神經節細胞腸段位于直腸和乙狀結腸遠端，個別病例波及全結腸、末端回腸或僅在直腸末端。新生兒期常因病變段腸管痙攣而出現全部結腸甚至小腸極度擴張，反復出現完全性腸梗阻的癥狀，年齡越大結腸肥厚擴張越明顯、越趨局限。