腦膜炎奈瑟菌的免疫反應是復雜的。新生兒體內的殺菌抗體在出生6個月后消失；兒童和青春期少年，無論是患嚴重腦膜炎奈瑟菌感染，還是亞臨床感染，或上呼吸道有非致病的腦膜炎奈瑟菌共生，均可刺激機體產生殺菌抗體。殺菌抗體在補體C促進下可免疫溶解致病菌。缺乏針對某種特異性血清型的殺菌或莢膜抗體的個體，易于發生該種血清型細菌的寄殖和感染。隨著年齡的增長而獲得保護性抗體后，可大大減少發病的可能性。腦膜炎奈瑟菌侵入人體后，如人體免疫力強，則可迅速將病原菌殺滅，或成為帶菌狀態；若體內缺乏對該血清型的免疫力或細菌毒力較強，則病原菌在后鼻咽部定居并經上呼吸道侵入鄰近組織而引起感染。下呼吸道通過吸入帶菌飛沫顆粒而受侵犯，而且多在先有病毒感染所致的呼吸道分泌過旺、黏膜損傷、微生物清除力減退的基礎上發生。可以見到支氣管肺炎，大葉浸潤甚至肺組織壞死，膿腫形成等病理改變。由于沒有腦膜炎奈瑟菌肺炎的動物模型，目前尚缺乏詳細的現代病理、組織學相關資料。