本病病理變化以小血管和腎臟病變最明顯，其次為心、肝、腦等臟器。EHF基本病變是小血管(包括小動脈、小靜脈和毛細血管)內皮細胞腫脹、變性和壞死。管壁呈不規則收縮和擴張，最后呈纖維素樣壞死和崩解。管腔內可有微血栓形成，由于廣泛性小血管病變和血漿外滲，使周圍組織水腫和出血。腎臟肉眼可見腎脂肪囊水腫、出血。腎皮質缺血而蒼白、腎髓質極度充血并有出血和水腫。鏡檢可見腎小球充血、基底膜增厚，腎近曲小管變性和腎小管受壓而變窄或閉塞，腎間質有細胞浸潤。電鏡觀察，腎小球毛細血管內皮細胞有不同程度的腫脹，少尿期病例的個別腎小球見毛細血管內皮細胞壞死，管嗜中性粒細胞及血小板，內皮細胞與基底膜間充以低電子密度的物質。腔內有心臟病變主要是右心房內膜下廣泛出血，心肌纖維有不同程度的變性、壞死，部分可斷裂。腺垂體顯著充血、出血和凝固性壞死。神經垂體無明顯變化。
(1)休克：本病病程第3～7天常出現低血壓休克稱為原發性休克。少尿期以后發生的休克稱為繼發性休克。原發性休克的原因主要由于全身小血管廣泛受損，血管通透性增加，血漿大量外滲于疏松組織中，如腹膜后及臟器軟組織中，使血容量下降。此外由于血漿外滲使血液濃縮，血液黏稠度升高能促進彌散性血管內凝血(DIC)的發生，導致血液循環淤滯，血流受阻，因而進一步降低有效血容量。繼發性休克的原因主要是大出血、繼發感染和多尿期水與電解質補充不足，導致有效血容量不足。
(2)出血：EHF患者出血的因素較為復雜，有時是多種因素參與。一般認為發熱期皮膚、黏膜的小出血點是毛細血管損傷，血小板減少和血小板功能異常所致。低血壓休克期至多尿前期，主要是DIC導致凝血機制異常，此外血小板減少和功能障礙，肝素類物質增加和尿毒癥等亦能導致出血。①小血管損傷：EH患者小血管的病變主要表現為內皮細胞腫脹和退行性變，嚴重者出現纖維蛋白樣壞死，甚至血管壁崩解。可導致大量血液滲出和出血。認為小血管受損的原因有三：A.漢坦病毒直接作用于血管內皮細胞，使之受損。B.漢坦病毒抗原與抗體復合物沉著于小血管，在補體參與下吸引中性粒細胞吞噬抗原抗體復合物，并釋放溶酶體中的蛋白水解酶，從而損傷內皮細胞。C.由于休克及其他原因所致的微循環障礙，使血管內皮細胞缺氧而導致變性壞死。②血小板減少和功能障礙：正常情況下血小板沿著血管壁排列成行，具有保持毛細血管完整性，減低毛細血管脆性和通透性的作用。血小板的減少導致毛細血管脆性和通透性的增加，此外由于血小板的黏附、凝聚及釋放功能的障礙，從而影響血液凝固。EHF患者血小板減少與骨髓巨核細胞成熟障礙，血小板消耗增加和破壞增多有關。③凝血機制的異常：由于DIC消耗了大量凝血因子，此外DIC引起繼發性纖溶亢進，使纖維蛋白原降解產物增多，以及肝素類物質增加等均能引起凝血異常。A.DIC原因：EHF患者DIC發生率可達35%～70%，除恢復期外其余各期均可發生，尤以低血壓休克期和少尿期多見。這是EHF病毒或免疫復合物損傷了毛細血管或小血管內皮細胞，導致血管基底膜膠原的暴露，從而激活因子Ⅻ，導致連鎖反應引起內源性凝血。此外EHF患者血漿外滲，血液濃縮和黏滯性增加，以及休克和少尿期的酸中毒，均有促進DIC的作用。B.肝素類物質增加：80%左右EHF患者從發熱期開始血中肝素類物質增高。除體內肥大細胞等釋放增加外，因肝臟受損對肝素滅活減少、腎衰竭使肝素排泄減少以及血漿蛋白大量外滲與肝素結合減少，均促使游離肝素增加。
(3)急性腎衰竭：其原因包括：①腎血流障礙：由于血漿外滲，血容量減少和血液濃縮，血流量不足，以致腎小球濾過率急劇下降。②腎臟的免疫損傷：已證實腎小球基底膜和腎小管基底膜存在免疫復合物的沉積，經激活補體后可使腎小球基底膜和腎小管上皮細胞受損。細胞毒性T細胞亦能引起腎小管受損。③間質水腫和出血：血漿外滲引起的腎間質水腫，以及腎髓質充血、出血壓迫腎小管，可使尿量減少。④腎缺血性壞死低血壓休克和DIC導致腎血管微血栓形成，均能使腎實質細胞產生缺血性壞死。⑤腎素、血管緊張素Ⅱ的激活：使腎動脈收縮，因而腎皮質血流減少，腎小球濾過率下降。⑥腎小管管腔阻塞：腎小管管腔可被蛋白、管型等阻塞，尿液排出受阻。