心肌炎的發病機制目前還沒有完全闡明，通常認爲心肌炎的發病過程有三個階段，也就是病毒感染階段、自身免疫階段、擴張性心肌病階段。
在病毒感染初期，病毒直接侵襲心肌細胞，引起急性炎症反應，出現心肌壞死、變性以及細胞侵潤，嚴重的慢性持久的心肌病變，可以爲免疫介導所致。
心肌炎的病理變化表現爲心臟顯示有不同程度的擴大，外觀上心機非常鬆軟，在顯微鏡下可以見到心肌纖維之間和血管周圍的結締組織中有單核細胞、淋巴細胞及中性粒細胞的侵潤。
病毒性心肌炎多半有漿液、纖維素、性心包炎，深夜量較小，有的病友心內膜炎在慢性病例除有心肌纖維變性外，可以見到成纖維細胞增生以及瘢痕形成，心內膜彈力纖維增生以及心事附壁血栓形成，壁血栓脫落時可以引起腦、腎、肺等梗死。
