NTM主要侵袭肺部。不同菌种的好发部位不尽相同，临床表现亦异。
1.NTM肺病
主要菌种为鸟胞内复合体分枝杆菌、堪萨斯分枝杆菌、脓肿分枝杆菌，蟾蜍分枝杆菌;以中老年男性多见。临床表现类似非结核病，咯血甚常见，患者常有慢性阻塞性肺疾病、支气管扩张症或其他慢性肺部疾病。胸片显示炎性病灶及单发和多发薄壁空洞，纤维硬结灶、球形病灶及胸膜渗出相对少见。病变多累及肺上叶尖段或前段。
2.NTM淋巴结炎
主要菌种有鸟胞内复合体分枝杆菌、瘰疬分枝杆菌;以颈部淋巴结最常见，亦可累及耳部、腹股沟、腋下淋巴结。多为单侧无痛性淋巴结肿大，常有瘘管形成。
3.NTM皮肤软组织病
主要菌种有海分枝杆菌、偶然分枝杆菌、龟分枝杆菌、脓肿分枝杆菌、溃疡分枝杆菌。局部脓肿多由偶然分枝杆菌、龟分枝杆菌、脓肿分枝杆菌引起。海分枝杆菌可引起游泳池肉芽肿和类孢子丝菌病。溃疡分枝杆菌可引起Bairnsdale溃疡。堪萨斯、苏加、嗜血分枝杆菌可引起皮肤散播性和多中心结节病灶。
4.NTM骨病
堪萨斯和鸟胞内复合体分枝杆菌可引起滑膜、滑囊、腱鞘、关节、手深部和腰椎病变和骨髓炎;土地分枝杆菌可引起滑膜炎和骨髓炎;次要分枝杆菌可致化脓性关节炎，而偶然分枝杆菌和龟分枝杆菌常致牙齿感染。
5.散播性NTM病
主要菌种为鸟胞内复合体分枝杆菌、堪萨斯分枝杆菌、脓肿分枝杆菌和嗜血分枝杆菌;多见于AIDS和其他原因的严重免疫抑制患者。临床表现为散播性骨病、肝病、心内膜炎、心包炎和脑膜炎等。
6.其他NTM病
如鸟胞内复合体分枝杆菌引起泌尿生殖系统疾病、偶然分枝杆菌因为眼部、人工瓣膜和手术部位感染;脓肿分枝杆菌、海分枝杆菌、鸟胞内复合体分枝杆菌、龟分枝杆菌等所致中耳炎;偶然分枝杆菌、脓肿分枝杆菌和龟分枝杆菌导致相关性感染亦有报道。