多認為該病毒首先侵入口腔粘膜和鼻粘膜，在上皮組織中大量增殖后進入血循環(huán)（第一次病毒血癥），經(jīng)血流累及腮腺及一些組織，并在其中增殖。再次進入血循環(huán)（第二次病毒血癥），并侵犯上次未受波及的一些臟器。病程早期時，從口腔、呼吸道分泌物、血、尿、乳汁、腦脊液及其他組織中，可分離到腮腺炎病毒。有人分別人胎盤和胎兒體內分離出本病毒。根據(jù)本病患者在病程中可始終無腮腺腫脹，而腦膜腦炎、睪丸炎等可出現(xiàn)于腮腺腫脹之前等事實，也證明腮腺炎病毒首先侵入口鼻粘膜經(jīng)血流累及各種器官組織的觀點。也有人認為病毒對腮腺有特殊親和性，因此入口腔后即經(jīng)腮腺導管而侵入腮腺，在腺體內增殖后再進入血循環(huán)，形成病毒血癥累及其他組織。

各種腺組織如睪丸、卵巢、胰腺、腸漿液造酶腺、胸腺、甲狀腺等均有受侵的機會，腦、腦膜、肝及心肌也常被累及，因此流行性腮腺炎的臨床表現(xiàn)變化多端。腦膜腦炎是病毒直接侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)的后果，自腦脊液中可能分離出病原體。

腮腺的非化膿性炎癥為本病的主要病變，腺體呈腫脹發(fā)紅，有滲出物，出血性病灶和白細胞浸潤。腮腺導管有卡他性炎癥，導管周圍及腺體間質中有漿液纖維蛋白性滲出及淋巴細胞浸潤，管內充塞破碎細胞殘余及少量中性粒細胞。腺上皮水腫、壞死、腺泡間血管有充血現(xiàn)象。腮腺思周顯著水腫，附近淋巴結充血腫脹。唾液成分的改變不多，但分泌量則較正常減少。

由于腮腺導管的部分阻塞，使唾液的排出受到阻礙，故攝食酸性飲食時可因唾液分泌增加、唾液潴留而感脹痛。唾液中含有淀粉酶可經(jīng)淋巴系統(tǒng)而進入血循環(huán)，導致血中淀粉酶增高，并從尿中排出。胰腺和腸漿液造酶含量。本病病毒易侵犯成熟的睪丸，幼年患者很少發(fā)生睪丸炎。睪丸曲精管的上皮顯著充血，有出血斑點及淋巴細胞浸潤，在間質中出現(xiàn)水腫及漿液纖維蛋白性滲出物。胰腺呈充血、水腫，胰島有輕度退化及脂肪性壞死。