结核分枝杆菌经呼吸道进入人体，在肺泡巨噬细胞内生长繁殖，逐渐引起肺组织炎症病变，并可沿着淋巴结到达肺门，使淋巴结肿大。原发病灶可直接或者经血流播散，播散到邻近的组织器官发生结核病，这时临床症状不明显者容易被忽视。
人体通过细胞介导的免疫系统，对结核分枝杆菌产生特异性免疫，使炎症吸收肿大的淋巴结缩小，并且留下少量的钙化灶。大部分结核分枝杆菌被消灭，仍有少量的结核分枝杆菌没有消灭，长期处于休眠期，成为继发性肺结核病的来源之一。当机体免疫力下降时，会引起结核分枝杆菌的再次繁殖发病。