La physiopathologie des microsporidioses reste mal connue. L’intensité des signes cliniques est très variable suivant le génotype du parasite et l’intensité de l’immunodépression. L’infection des entérocytes par les microsporidies à tropisme digestif (E. bieneusi, E. intestinalis) conduit régulièrement à des troubles hydroélectrolytiques, une stéatorrhée et une malabsorption chez les patients les plus immunodéprimés. Cliniquement, il en résulte une diarrhée aiguë évoluant vers la chronicité et conduisant progressivement à la cachexie. Pour E. intestinalis, on peut observer une dissémination par voie hématogène avec atteinte rénale et pulmonaire.