帶有流感病毒顆粒的飛沫吸入呼吸道后，病毒的神經氨酸酶破壞神經氨酸，使粘蛋白水解，糖蛋白受體暴露。甲、乙型流感病毒通過血凝素(HA)結合上皮細胞含有唾液酸受體的細胞表面啟動感染。嗜人類流感病毒的2,6受體存在于上、下呼吸道，主要是在支氣管上皮組織和肺泡Ⅰ型細胞，而嗜禽流感病毒的2,3受體存在于遠端細支氣管，肺泡Ⅱ型細胞和肺泡巨噬細胞。丙型流感的受體為9-O-乙酰基-乙酰神經氨酸。

　　流感病毒通過細胞內吞作用進入細胞。在病毒包膜上含有M2多肽的離子通道在胞內體中被酸性pH值激活，使核衣殼蛋白釋放到胞漿(脫殼)。核衣殼蛋白被轉運到宿主細胞核，病毒基因組在細胞核內進行轉錄和復制。病毒核蛋白在胞漿合成后，進入胞核和病毒RNA結合形成核殼體，并輸出到細胞質。病毒膜蛋白經完整加工修飾后，嵌入細胞膜內。核殼體與嵌有病毒特異性膜蛋白的細胞膜緊密結合，以出芽方式釋放子代病毒顆粒(芽生)。神經氨酸酶(NA)清除病毒與細胞膜之間以及呼吸道黏液中的唾液酸，以便于病毒顆粒能到達其他的上皮細胞。最后，宿主的蛋白酶將HA水解為HA1和HA2，使病毒顆粒獲得感染性。流感病毒成功感染少數細胞后，復制出大量新的子代病毒顆粒，這些病毒顆粒通過呼吸道粘膜擴散并感染其他細胞。

　　季節性流感病例中只有極少數有病毒血癥或肺外組織感染的情況。在人H5N1禽流感感染病例中，下呼吸道的病毒載量要比上呼吸道高，咽喉部的比鼻腔的高，有時會出現病毒血癥、胃腸感染、肺外傳播，偶有中樞神經系統感染。可在心、肝、脾、腎、腎上腺、肌肉、腦膜中檢出病毒，也可從有中樞神經系統癥狀患者的腦脊液中檢出病毒。

　　流感病毒感染后支氣管的炎癥反應和肺功能的異常可持續數周至數月。肺功能研究也可發現有限制性和阻塞性換氣功能障礙、伴有肺泡氣體交換異常、一氧化碳彌散能力的降低、氣道高反應性。

　　流感臨床癥狀可能與促炎癥細胞因子、趨化因子有關。流感病毒體外感染人呼吸道上皮細胞，可導致IL-6、IL-8、IL-11、TNF-、RANTES和其他介質的產生。臨床人體感染試驗中，鼻腔灌洗液中的一系列細胞因子都會升高，包括：IFN-、IFN-γ、IL-6、TNF-、IL-8、IL-1β、IL-10、MCP-10和MIP-1/MIP-1β，血液中的IL-6和TNF-也會升高。人H5N1禽流感死亡病例中MCP-1、IP-10及MIG等細胞因子往往過度表達，這可能是造成人禽流感患者重癥肺炎和多器官損傷的部分原因。