(一)发病原因尽管许多学者做了大量研究，川崎病的病因目前尚不清楚。但大量流行病学和临床观察显示，川崎病是由感染所致。鉴于这种自限性疾病所表现出的发热、皮疹、结膜充血、颈淋巴结肿大以及好发于儿童、爆发流行时明显的地域分布都提示其发病与感染有关。
然而，标准的和更先进的病毒及细菌的检测手段和血清学检查均无法确定微生物是致病的惟一原因。尽管最初曾报道有大量可能的感染因素，包括EB病毒，人类疱疹病毒6、7，人类细小病毒，耶尔森菌，但进一步的研究均无法证实。在日本及美国，由于在爆发流行期间曾有某些家庭有洗涤地毯的经历，所以家庭中的尘螨亦被认为是致病因素，同样这也是偶然才发生。其他多种环境因素亦曾被认为是致病因素，包括使用某些药物、接触宠物及免疫反应，但都未被确认。相反，对患有川崎病的儿童的免疫系统所进行的观察发现，这些儿童都存在较严重的免疫紊乱。在急性期，外周血的活性T细胞、B细胞、单核/巨噬细胞的数量均上升。同时也有证据表明淋巴细胞及单核/巨噬细胞的活化伴随有细胞毒素分泌的增加。除此以外，循环抗体的存在对血管内皮亦有细胞毒素的作用。
由此，以上的观察支持免疫系统的激活是川崎病的发病机制之一这一学说。根据通常的免疫活化程度，由细菌和病毒所含蛋白质引起感染所致的疾病，其共同的特征是这些蛋白质起类似超抗原的作用(如葡萄球菌的毒性休克综合征毒素，表皮剥落毒素，链球菌的致热外毒素)，于是超抗原的假说建立。超抗原与一般的抗原有许多不同。它们激活了多克隆B细胞促使T细胞增殖并分泌细胞毒素，这些作用是通过存在于抗原递呈细胞表面的蛋白质将抗原性直接递呈到组织相容性复合体Ⅱ(MHCⅡ)上，与通常免疫反应前的蛋白质摄取相反。一般有大量的细胞毒素分泌并推动疾病的进程。在超抗原假说中，那些类似超抗原的生物体寄生于易感宿主的胃肠道黏膜上并分泌毒素。有时，在川崎病患儿的咽部及直肠可发现单由葡萄球菌分泌的毒性休克综合征毒素-1，但大多数的实验均未发现。所以超抗原的假说还有待证实。
(二)发病机制川崎病的主要病理改变为血管炎，病理变化可分为4期：
1.Ⅰ期 发病0～9天。主要病理变化为小血管炎，以小动脉全层炎、中大动脉周围炎常见，同时可见全心炎。此期易发生心律失常和心力衰竭，甚至发生心源性休克而死亡。
2.Ⅱ期 发病10～25天。此期微血管炎和心脏炎减轻，但中动脉出现全层炎，以冠状动脉最明显，可发生动脉瘤和血栓栓塞，可因严重心力衰竭、心律失常、心肌梗死和冠状动脉瘤破裂而死亡。
3.Ⅲ期 发病后28～40天。此期虽然小动脉炎和心脏炎消退，但中动脉内肉芽组织增生，内膜显著增厚，可有动脉瘤样扩张和血栓形成，可因心肌梗死而死亡。
4.Ⅳ期 发病40天后。血管急性炎症完全消失，心肌瘢痕形成，中动脉狭窄、钙化，可出现缺血性心脏病。川崎病血管炎以冠状血管最严重，大多发生于病程2～3周，按受累的频率依次为左冠状动脉主干、左前降支、右冠状动脉主干、右旋支，而左回旋支受累极为罕见。病变类型包括冠状动脉扩张、冠状动脉瘤、冠状动脉狭窄或闭塞等。冠状动脉炎多致冠状动脉扩张(30%～50%)，其中一部分发展为冠状动脉瘤，是川崎病最严重的并发症。冠状动脉瘤的发病率为15%～30%(急性期未治疗者)，可单发或多发，远端动脉瘤常与近端动脉瘤并存，孤立性远端动脉瘤极其少见。冠状动脉瘤可呈囊状、梭状或管状。急性期后58%的动脉瘤可逐渐消退;若冠状动脉瘤持续存在，可发展为冠状动脉狭窄、闭塞，导致缺血性心脏病或心肌梗死等，少数发生瘤体破裂。川崎病并发冠状动脉瘤的高危因素有：男性，大于1岁;热程大于16天或反复发热;白细胞大于30×109/L;血沉大于101mm/h;血沉和C反应蛋白增加大于30天;血沉和C反应蛋白反复增加;心电图异常，表现为Ⅱ、Ⅲ、aVF导联和(或)心前区导联异常Q波;心肌梗死症状体征。冠状动脉狭窄病变多于发病后4～7周开始发生，即紧接于冠状动脉瘤开始发生之后，有狭窄病变者，年龄越小侧支循环发生越早。狭窄表现为阻塞性、节段性狭窄及局限性狭窄，主要发生部位为右冠状动脉，其次为左冠状动脉左前降支、左回旋支。冠状动脉直径小于5mm者，多无狭窄病变;直径大于9mm者均伴有狭窄病变;直径在5～9mm，动脉瘤长度大于15mm(左冠状动脉)或30mm(右冠状动脉)者，多伴发狭窄病变。局限性狭窄多在发病1年后出现。并发冠状动脉狭窄者多导致缺血性心脏病。川崎病并发心肌梗死者占1%～2%，多于病程1年内(尤其病程1～11个月内)发生。
高危因素有：冠状动脉瘤的最大直径大于8mm，冠状动脉瘤形态为囊状、念珠状、香肠状，急性期发热持续21天以上，急性期单独使用皮质激素，发病年龄2岁以内。
除冠状动脉受累外，外周动脉(如腋动脉、髂动脉、股动脉等)和脏器动脉(如主动脉、肠系膜动脉、肺动脉、肝、脾、肾、脑、生殖腺、唾液腺等)亦可受累。另外，还可引起心肌炎，心脏传导系统损害，淋巴结、肝脏、胆囊等亦常受到损害。