（一）微循環障礙
老年人由于動脈粥樣硬化、器官老化和慢性病的影響，循環系統的代償能力明顯減退，在低灌注或感染等因素的作用下，大量細胞因子（TNFα、IL等）及炎癥介質（PGE、TXA2等）的釋放，致微血管舒縮功能紊亂，血流淤滯，血細胞聚集及微血栓形成，最終引起組織細胞缺血、缺氧。
（二）能量代謝障礙
由于缺血缺氧，使亞細胞水平（線粒體）生化代謝障礙，能量產生不足，發生細胞水平的能量代謝衰竭。
（三）再灌注損傷
缺血后再灌注通過次黃嘌呤在黃嘌呤氧化酶作用下生成黃嘌呤和尿酸，同時生成氧自由基，對細胞生物膜結構產生破壞和功能損傷。
（四）免疫防御功能不全及內源性毒性物質損傷 老年人因免疫功能地下，網狀內皮系統功能不全和淋巴細胞生成減少，對感染的抵御能力下降，一旦發生感染將迅速蔓延全身，導致MODSE。此外，在嚴重創傷、休克或免疫功能地下時，胃腸道這個最大的儲菌庫將程度MODSE的中心器官，腸道內細菌和內毒素破壞腸黏膜屏障，并通過損傷的腸道黏膜屏障進入循環，直接損傷器官功能和引起血流動力學改變，內毒素亦可通過白細胞解導引起微血栓即DIC發生，或作為抗原在體內形成免疫復合物沉淀在各器官內皮細胞上，釋放毒性介質致細胞代謝紊亂，變形壞死。