(一)发病原因
东方马型脑炎属虫媒病毒A组，其代表株为Ten Broeck株，在电镜下病毒颗粒为球形RNA病毒，有囊膜，直径为40～60nm，对乙醚，甲醛紫外线，脱氧胆酸钠敏感，对胰酶不敏感，能凝集1天龄雏鸡和成年鹅红细胞，60℃加热10min即可灭活，-70℃可长期保存，病毒在pH5.1～5.7不稳，本病毒在鸡胚，地鼠肾，豚鼠肾，猴肾，鸭肾等组结培养下良好繁殖，对实验动物如小白鼠，豚鼠，鸡有较强的侵袭力和毒力，脑内接种和皮下接种可使许多鸟类和啮齿类动物发病，一些鸟类，啮齿动物，家畜，家禽均可感染。
另在中美洲和南美一些地区还有一种东方马型脑炎病毒变异株，其抗原性与Ten Broeck株有明显差异，该株可在马群中引起急性神经性疾病，而很少引起人类发病。
(二)发病机制
被受感染节肢动物叮咬之后，病毒在局部组织及局部淋巴结复制，病毒血症的发生与持续取决于神经系统外局部组织内病毒复制的阶段，单核-巨噬细胞系统清除病毒的速度以及特异性抗体的出现，故而出现临床表现较大差异。
肉眼所见大脑充血水种，并有广泛的神经细胞变性，脑组织多处有出血灶，显微镜检查见神经细胞变性坏死，血管周围有淋巴细胞，单核细胞和多形核白细胞浸润，形成“血管周围套”，有的胶质细胞增生和多形核白细胞堆积形成结节，病灶主要见于大脑基底节，脑干灰质和白质，也可侵犯小脑和脊髓。
