淋球菌在酸性尿中（pH《5.5）很快殺死，因而膀胱和腎臟不易被感染，而前列腺液含有精胺及鋅，故可受淋球菌感染。
尿道及陰道內的寄生菌群對淋球菌的生長有一定的抑制作用。這些菌群的存在給體內提供了一些自然抵抗力。粘膜表面存在有乳鐵蛋白，鐵對淋球菌的長生繁殖是必需的，如環境中鐵的濃度處於低水平時，則淋球菌的生長受限。淋球菌對不同細胞敏感性不同，對前尿道粘膜的柱狀上皮細胞最敏感。因而前尿道最容易被感染，後尿道及膀胱粘膜由移行上皮組成，淋球菌對其敏感性不及柱狀細胞，因而被淋球菌感染的機會比前尿道差。舟狀窩粘膜由復層鱗狀細胞組成，而多層鱗狀上皮細胞不易被淋球菌所感染。
淋球菌藉助菌毛，蛋白Ⅱ和IgA分解酶迅速與尿道、宮頸上皮粘合。淋球菌外膜蛋白I轉至尿道的上皮細胞膜，淋球菌即被柱狀上皮細胞吞蝕，然後轉移至細胞外粘膜下，通過其內毒素脂多糖，補體及IgM的協同作用，在該處引起炎症反應。30小時左右開始引起粘膜的廣泛水腫粘連，並有膿性分泌物出現，當排尿時，受粘連的尿道粘膜擴張，刺激區域性神經引起疼痛。由於炎症反應及粘膜糜爛，脫落，形成典型的尿道膿性分泌物。由於炎症刺激尿道括約肌痙攣收縮，發生尿頻、尿急。
若同時有粘膜小血管破裂則出現終未血尿。細菌進入尿道腺體及隱窩後亦可由粘膜層侵入粘膜下層，阻塞腺管及窩的開口，造成區域性的膿腫。在這個過程中，機體區域性及全身產生抗體，機體對淋球菌的免疫表現在各個方面，宿主防禦淋球菌的免疫主要依賴於IgG和IgM，而IgA也能在粘膜表面起預防感染作用。患淋球菌尿道炎的男性尿道分泌物常對感染的淋球菌的抗體反應，即為粘膜抗體反應。這些抗體除了IgA外還有IgG和IgM，血清抗體反應方面，在淋球菌感染後，血清IgG、IgM和IgA水平升高，IgA為分泌性抗體，從粘膜表面進入血液，這些抗體對血清的抗體-補體介導的殺菌作用相當重要，它們對血清敏感菌株所致的淋球菌菌血症具有保護作用。
一般炎症不會擴散到全身，若用藥對症、足量、區域性炎症會慢慢消退。炎症消退後，壞死粘膜修復，由鱗狀上皮或結締組織代替。嚴重或反覆的感染，結締組織纖維化，可引起尿道狹窄。若不及時治療，淋球菌可進入後尿道或宮頸，向上蔓延引起泌尿生殖道和附近器官的炎症，如尿道旁腺炎、尿道球腺炎、前列腺炎、精囊炎、附睪炎、子宮內膜炎等。嚴重者可經血行散播至全身。淋球菌還可長時間潛伏在腺組織深部，成為慢性淋病反覆發作的原因。這些被感染器官炎症消退後結締組織纖維化可引起輸精管、輸卵管狹窄、梗阻，繼發宮外孕和男性不育。
