常见的病原物质有血清蛋白，非蛋白类药物有青霉素类，磺胺类，链霉素，苯妥英钠，硫氧嘧啶类药物，目前利用抗毒血清治疗的疾病已很少，只有白喉，破伤风和肉毒杆菌中毒等12种疾病，而且近年来由于预防疫苗的广泛应用，此类疾病的发生率也已明显减少，但近年来由于临床免疫学的不断发展，生物制品越来越多，各种化学结构的非蛋白类药也越来越多，血清病样反应的发生率在临床有日益增多的趋势，这是对临床医生提出的一个新的问题，对生物制品和半抗原药物的合理应用是至关重要的。
当含有血清蛋白的病原物质进入体内后，经过2～3周的时间，体内便可产生特异性抗体，此时如果人体内仍然存留有上述的病原物质，则可作为抗原或半抗原的形式与这些抗体形成免疫复合物而沉积于血管床上，并激活补体经典途径，发生一系列炎症反应，临床上出现血清病和血清病样反应，这一炎性过程的发生主要是由免疫复合物激活吞噬细胞和免疫活性细胞分泌大量细胞因子及炎性介质所造成，在第1次接受异种血清或非蛋白类药物后，不一定出现症状，这是由于机体尚有足够的抗体与外来抗原形成免疫复合物并被清除体外，但再次接受同样抗原时，一些致敏的B淋巴细胞会快速转化为浆细胞，分泌大量的抗体并与抗原物质结合形成免疫复合物，引起快速的血清反应。
本病的组织病理学改变与风湿热，结节性多发性动脉炎等第Ⅲ型变态反应性疾病相似，但程度较轻，病理学的特征性改变有小血管扩张，粒细胞浸润和水肿等，细胞浸润主要为淋巴细胞，中性粒细胞和嗜酸粒细胞浸润;在肾脏的病理学改变较重，有局灶性缺血，纤维素沉着等。
