败血症致病菌的种类可因不同年龄、性别、感染灶、原发病、免疫功能、感染场所和不同地区有一定差别。病原菌从不同途径侵入血循环后是否引起败血症取决于人体的防御免疫功能和细菌的毒力与数量。以下是引起败血症的致病菌。
1、革兰阳性球菌
以金葡萄最为常见，在医院内感染者表皮葡萄球菌(表葡菌)也不少见，其他还有肺炎球菌及溶血性链球菌，后者常引起新生儿败血症。另外D组链球菌(肠球菌)以易并发心内膜炎而引起关注。
2、革兰阴性杆菌
以大肠杆菌最为常见，其次为肺炎杆菌、肠杆菌(产气杆菌、凝团杆菌等)、绿脓杆菌、变形杆菌、枸橼酸杆菌及沙雷菌等。
3、厌氧菌
主要为脆弱杆菌、消化球菌与消化链球菌、产气荚膜杆菌等。目前报道厌氧菌败血症占败血症总数的10%左右，但由于厌氧菌培养技术较为复杂，故实际发生率可能更高。
4、真菌
主要为白色念珠菌，其次为曲菌与毛霉菌。