原发病灶为肺炎者，病菌由血循环到达脑膜。中耳炎的病菌可通过被炎症破坏的骨板岩鳞缝以及与脑膜血管相通的血管侵入，也可经内耳道、内淋巴管扩展到脑膜。筛窦炎的病菌则可通过神经鞘或血栓性静脉炎而感染脑膜。脑脊液鼻漏病人的鼻部细菌可上行感染脑膜。颅脑外伤者的病菌可直接由创伤处侵入脑膜。有先天性畸形的婴儿，如脑脊膜膨出、脑膜皮样窦道、椎管畸形等，病菌可由此侵入脑膜而致病。
致病菌侵入脑膜后引起脑部毛细血管扩张、充血、通透性增加，产生大量纤维蛋白等炎症渗出物，并可迅速造成粘连和包裹性积脓，甚至发生硬膜下积液或积脓。病程较长时可发生脑室系统脑脊液循环梗阻，脑室扩张甚至脑室积水或积脓等，从而继发颅内压增高，引起失语、偏瘫等后遗症。
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