蜱体内很容易找到伯疏螺旋体，人体内寻找却很困难，部分原因是后者的组织及体液内病原体相对较少之故伯疏螺旋体的可能致病过程是以蜱为媒介通过叮咬人的皮肤而感染。经过3～32天的潜伏期后伯疏螺旋体向外移动至皮肤，形成慢性游走性红斑(erythema chronicum migrans,ecm)，以后蔓延至淋巴(局部淋巴结病)，或进入血液中播散至身体各脏器内(中枢神经系统、关节、心、肝、脾及眼球)，或其他部位如皮肤等母婴传播极其罕见。虽然莱姆病晚期极难找到伯疏螺旋体，但在莱姆病的过程中，肝脏内存在的伯疏螺旋体可能持续起致病作用。

莱姆病的发生与特异性免疫异常有关。发病早期几乎全部病例均有循环免疫复合物(cic)存在的证据。血清学igm的连续检测是病变活动的惟一且最有帮助的实验室诊断依据。在某些病例中，原发播散性免疫介导的炎性病变可以局限，亦可在全身组织尤其是关节中传播。

除了与伯疏螺旋体特异分离株的致病性有关的诸因素外，免疫遗传学的组成在决定感染者是否有能力清除自身伯疏螺旋体方面也起重要作用。