(一)發病原因
非結核分枝桿菌廣泛存在于自然界的土壤，塵埃，水，魚類和家禽中，傳播途徑主要從環境中獲得感染，例如污水，而人與人之間的傳染極少見。通常此類分枝桿菌對人類致病性較結核分枝桿菌低，但如果存在易感因素，使宿主局部或全身免疫功能發生障礙，則可導致病變。
較常見的病原菌包括鳥復合分枝桿菌(M.avum complex)，堪薩斯分枝桿菌(M.kansasii)，蟾蜍分枝桿菌(M.xenopi)，瘰癘分枝桿菌(M.scrofulaceum)，蘇爾加分枝桿菌(M.szulgai)，猿分枝桿菌(M.simine)，隨遇分枝桿菌(M.fortuifum compeex)，海魚分枝桿菌(M.malmoense)，M.asiaticum，施氏分枝桿菌(M.shimodii)，M.celatum.海氏分枝桿菌(M.marinum)，亦偶見土分枝桿菌(M.terrac complex)，戈登分枝桿菌(M.gordonae)和胃氏分枝桿菌(M.gastri)等。
(二)發病機制
1.感染途徑
(1)環境感染人：是主要的公認的感染途徑。NTM廣泛存在水、土壤與灰塵中，水發生的氣霧顆粒，土壤與灰塵顆粒，都可能形成帶菌顆粒，被健康人群吸入，進入人體的門戶是上呼吸道，從咽淋巴組織中NTM的分離發現而得到證實，且在水池、海洋和自來水中也已分離出胞內、戈登、蟾型和堪薩斯分枝桿菌的存在，所以NTM又曾命名為環境分枝桿菌(environmental mycobacteria，EM)。
(2)動物感染人：從巴斯德法消毒的奶中分離出堪薩斯、鳥胞內、戈登和淋巴結分枝桿菌，從感染鳥分枝桿菌的母雞所生的蛋中分離出鳥分枝桿菌，從動物的肉或體內如牛、豬、雞、馬、鼠、類人猿等能培養出鳥胞內分枝桿菌，家禽飼養者患鳥型分枝桿菌病較多。但也有人持不同意見。
(3)人感染人：有報告感染堪薩斯分枝桿菌而發病的患者，其接觸者對堪薩斯菌素(PPD-Y)反應的陽性率升高。也有指出在同一家屬中有相互傳染的病例。有的認為不存在人與人之間感染的更多確切證據。
另外，飲用污染NTM的水，也可侵入扁桃體、咽淋巴結及頸淋巴結，引起非結核分枝桿菌扁桃體炎、咽淋巴結炎及頸淋巴結炎。海分枝桿菌侵入皮膚的小傷口，也可引起皮膚非結核分枝桿菌病。
2.致病性 NTM中有致病性與非致性兩大類，其中2/3無致病性，僅1/3有致病性，有致病性NTM其致病性有如下特點：
(1)對人的致病力比結核分枝桿菌低。
(2)引起人的非結核分枝桿菌病，少部分是獨立的原發病，大部分是繼發的。是其他的疾病的繼發病或伴隨病。
(3)致病有很強的機會性是一個顯著的特點，所以把NTM又稱為條件或機會分枝桿菌(opportunistic mycobacterium)。人體存在NTM致病的很多機會或條件，如老年、慢性支氣管炎、慢性阻塞性肺病、支氣管擴張、惡性腫瘤、血液透析、器官移植、使用皮質激素、免疫抑制劑等使免疫功能降低的機會，均可繼發非結核分枝桿菌肺病。
(4)AIDS患者并發卡氏肺孢子蟲肺炎占第1位，其次為巨細胞病毒肺炎，第3位則是非結核分枝桿菌肺病，除這些機會性肺炎外，AIDS患者對結核的感染或并發結核病也比健康人群明顯增高，如歐美AIDS病人50%感染NTM，其中10%～15%為鳥胞內復合體播散，非洲90%新發病結核病人HIV抗體陽性。
(5)NTM對一般抗結核藥物多數耐藥，使病程遷延多年，成為慢性排菌者或難治病例。
總之，NTM對人致病，90%以上發生非結核分枝桿菌肺病，引起肺外疾病較少見.如頸淋巴結炎、骨髓炎、皮膚潰瘍與膿腫、腦膜炎、心內膜炎、角膜潰瘍、淚囊炎、腸、心肌、口腔黏膜與顏面神經等病變。日本報道1224例非結核分枝桿菌病中，非結核分枝桿菌肺病為1188例占97%。另外，鳥復合型分枝桿菌(MAC)在人體免疫功能缺陷時，可引起鳥復合分枝桿菌血行播散(DMAC)，如美國CDC報道AIDS病人并發播散型非結核分枝桿菌感染(DNTM)占5.5%，其中DMAC感染占96.1%，AIDS患者尸檢DMAC發生率高達50%。對免疫功能減退的患者應注意這種機會性敗血癥的發生。
非結核分枝桿菌病與結核病的病理改變相似，兩者病變性質相同，只是非結核分枝桿菌病變較輕，以類上皮細胞結節多見，很少干酪壞死，膠原纖維增生并呈玻璃樣變，這是與結核病變區別的主要特點。病變中可以找到抗酸桿菌，病變組織送細菌培養與菌型鑒定，或病變作TBPCR可以確定診斷。
