蛔虫病的病理变化可由蛔虫幼虫，成虫及其虫卵引起：
1、蛔虫幼虫
在经过肺部时由于其代谢产物或与幼虫本身死亡可产生炎症。蛔虫幼虫损伤肺微血管可引起出血、水肿和细胞浸润，后者以嗜酸性、中性粒细胞为主。严重感染者肺部病变可融合成斑片状病灶。支气管粘膜也有嗜酸性粒细胞浸润渗出与分泌物增多，并引起支气管痉挛。
2、成虫
成虫寄生在小肠内，以空肠与回肠上段为主, 虫数自几条至数十条，甚至上千条。重度感染患儿，小肠内大量虫体相互缠结成团，可引起部分性肠梗阻，梗阻部位以回肠未端或回盲部为常见。少数严重患者可并发肠坏死、肠套迭，肠扭转等。
蛔虫有显著钻孔习性，常引起移位性损害。成虫可钻入胆总管，大多数仅一条前半部钻入胆总管而尾部仍在十二指肠内。侵入胆管蛔虫亦有多达10～20条，由于O--ddi括约肌与胆总管痉挛发生剧烈胆绞痛，由于继发胆道感染可引起胆管炎。在胆管内死亡的蛔虫碎片与蛔虫卵均可作为泥沙佯胆结石形成的核心。如果蛔虫全部钻入肝内胆管则引起化脓性胆管炎，并发蛔虫性肝脓肿，偶尔蛔虫钻入胰管可并发出血性胰腺炎，钻入阑尾引起急性阑尾炎，甚至穿孔。蛔虫如迷走至咽喉与支气管，偶可引起阻塞和窒息。
3、虫卵
雌蛔虫有时由肠穿孔进入腹腔，在腹腔内排出大量虫卵。蛔虫卵可引起肉芽肿病变，多见于胰腺、网膜。肠系膜与腹膜，形成无数1--2mm粟粒大小的灰白色结节，类似结核。虫卵肉芽肿由嗜酸粒细胞、异物巨细胞与类上皮细胞组成，内多含胚胎的受精卵。