感染性心內膜引起腎損害的發病機制，一般認為微栓塞是引起局灶性腎炎的原因，但免疫熒光和電子顯微鏡檢查提供了免疫復合物發病機制的重要證據。彌漫性和局灶性腎小球腎炎的免疫熒光染色表現相似，主要表現為沿毛細血管壁有彌漫性顆粒狀的C3沉積。毛細血管壁和系膜區尚有免疫球蛋白(主要是IgG)的沉積。有些局灶性腎炎中免疫熒光沉積物也可在似乎是正常的腎小球中見到。通常在局灶性腎小球腎炎中見不到電子密度增加的沉積物，而在彌漫性腎小球腎炎中則常發生，大多位于腎小球基膜和內皮細胞之間以及在系膜內。有些患者在腎小球基膜內以及與上皮細胞足突之間也可有沉積物。在凝固酶陽性的葡萄球菌所致的心內膜炎患者中，沉積物主要位于上皮細胞下，與急性鏈球菌感染后的腎小球腎炎表現相似。
引起感染性心內膜炎的細菌或其產物作為抗原，產生相應抗體，兩者組成循環免疫復合體。在腎小球內免疫復合體的沉積部位與細菌的類型、感染時期有關，但主要取決于抗原-抗體復合物的大小和溶解度。當抗原過剩時所形成的免疫復合物，體積較小而溶解度高，易在腎小球上皮細胞下沉積，多見于細菌性心內膜炎的敗血癥期，尤其是凝固酶陽性的葡萄球菌性心內膜炎，常伴有彌漫性增殖性腎小球腎炎。當抗體稍多于抗原時，所形成的免疫復合物呈中等度體積而溶解度差；當抗體明顯多于抗原時，所產生的較大免疫復合體是不溶解的。這些中等度和大體積的免疫復合物常沉積于腎小球內皮下，引起局灶性或彌漫性腎小球腎炎，多見于草綠色鏈球菌所致的亞急性細菌性心內膜炎。此外，在血循環中可找到抗原-抗體復合物。本病尚有補體激活和利用，有人從病變的腎臟組織取得抗體，后者與同一患者血培養中獲得細菌引起的陽性免疫反應。