ETEC定居于小肠表面，不损坏也不侵入肠黏膜上皮细胞，通过产生肠毒素引起分泌性腹泻。常见的血清型有10余种，如O6、O8、O15、O25、O27、O42、O63、O87、O148、O159等。
肠毒素分不耐热肠毒素(LT)和耐热肠毒素(ST)2种。1株大肠埃希杆菌可同时产生LT和ST，也可只产生1种。LT是一种蛋白质，由1个A亚单位和5个B亚单位组成，分子量为85000，60℃10分钟即可灭活。其抗原性和毒性与霍乱毒素相似，引起腹泻的机制也与霍乱毒素相同，刺激细胞环磷酸腺苷(cAMP)增多，引起小肠持续过度分泌而腹泻。