毛霉菌的分生孢子随空气传播、定居，并可在任何有碳水化合物来源的基质中生长。大部分人类通过吸入分生孢子而感染。它们体积很小，可直接进入肺泡，因此毛霉菌在侵袭机体组织之前，无需在人体中定殖。在健康宿主，分生孢子肺内巨噬细胞吞噬；在免疫损伤的宿主，分生孢子的发芽和直接生长容易发生血管侵袭。在中性粒细胞减少者，菌丝可通过直接扩散侵入邻近组织，或通过淋巴血液途径发生播散。毛霉菌病亦可经伤口发生定殖而发病。污染的食物可引起胃肠道的毛霉菌感染。
毛霉病可侵犯全身各脏器，多以动脉栓塞、组织缺血、梗死及缺血为主要病变。于受侵血管壁或梗死组织处活检，用嗜银染色法可见粗短不一，少数分隔，分支成直角的菌丝。
