弓形蟲主要經消化道侵入人體。首先子孢子或滋養體侵入腸粘膜細胞并在其中繁殖，引起腸粘膜細胞破裂，滋養體經血流或淋巴播散，造成蟲血癥，進一步侵犯各種組織器官，在組織細胞內迅速分裂增殖引起宿主細胞破壞，再侵犯臨近細胞，如此反復，引起局部組織細胞壞死，形成壞死病灶和以單核細胞侵潤為主的急性炎癥反應。
弓形蟲病變可見于人體任何器官。常見部位有淋巴結、眼、腦、心、肺、肝和肌肉，其中以淋巴結、眼和腦的病變最具特征性。 淋巴結 是獲得性弓形蟲病最常侵犯的部位。其炎癥反應具有特征性，表現為高度的濾泡增生，生發中心的邊緣細胞胞漿呈嗜酸性變，組織巨噬細胞不規則聚集。淋巴結中無典型肉芽腫形成。眼可產生單一或多發性壞死灶。有單核細胞、淋巴細胞和漿細胞侵潤。病灶中可查見滋養體或包囊。壞死性視網膜炎為最先病變，隨后可發生肉芽腫性脈絡膜炎、虹膜睫狀體炎、白內障和青光眼。 腦 可表現為局灶性或彌漫性腦膜腦炎，伴有壞死和小神經膠質細胞結節。在壞死灶及壞死灶附近血管周圍有單核細胞、淋巴細胞和漿細胞侵潤，其周邊可查到弓形蟲。先天性弓形蟲腦病尚可見腦室周圍鈣化灶、大腦導水管周圍血管炎癥、壞死和腦積水等。