Patoloogia on teadus, mis uurib kudede, rakkude ja elundite muutumist organismis haiguse tagajärjel. Patogeensus on termin, mida kasutatakse patogeeni kohta, mis võib põhjustada kehas nakkushaigusi. Nende mikroorganismide põhjustatud terviseprobleemide hulka kuuluvad nii algloomad kui ka bakteriaalsed infektsioonid ja nakkushaigused. Organismi patogeensust nimetatakse sageli selle virulentsuseks.
Kõik süsteemid töötavad kehas koos, et säilitada homöostaasi ehk normaalset füsioloogilist töötlemist. Homöostaas on protsess, mille käigus keha suudab reguleerida temperatuuri, ainevahetust ja vererõhku hoolimata väliskeskkonna tingimustest. Kui aga süsteemid kehas muutuvad, võib tekkida haigus. Patoloogid uurivad haigusi, et mõista nende toimimist ja pakkuda neile ravi.
Patogenees viitab viisile, kuidas haigus algab ja seejärel aja jooksul areneb. Kui patoloog uurib patogeeni, uurib ta eelkõige rakulisi ja füsioloogilisi tegevusi, mis osalevad haiguse arengus. Patogeneesi protsess hõlmab haiguse põhjuste, selle põhjustatud kahjustuste ja pärast haiguse esinemist toimunud muutuste kindlaksmääramist. Mõned mikroorganismid on sageli patogeensed või haigusi tekitavad, samas kui teised põhjustavad haigusi harva. Näiteks oportunistlike patogeenide patogeensus ei kordu hea tervisega inimestel, kuid võib põhjustada infektsioone nõrga immuunsüsteemiga inimestel.
Selliseid haigusi nagu infektsioonid põhjustavad mikroorganismid. Need mikroorganismid on patogeenid ja nende hulka kuuluvad bakterid ja algloomad. Selliste patogeenide tekitatud kahjustused kehale võivad olla otsesed hävinud kudedest või kaudsed selle toodetava toksiini tagajärjel. Patogeenide, nagu bakterid ja algloomad, patogeensust ehk virulentsust mõõdavad patoloogid ja määravad kindlaks haiguse esinemiseks vajalike organismide arvu.
Bakterid on seotud paljude inimeste haigustega. Sellised infektsioonid võivad olla väikesed, näiteks nakatunud silm või kõrv. Need võivad olla ka potentsiaalselt surmavad, näiteks tuberkuloos, haigus, mis tavaliselt mõjutab kopse ja põhjustab selliseid sümptomeid nagu öine higistamine, palavik ja kaalulangus. Seda tüüpi patogeenid võivad siseneda kehasse naha või avade, näiteks suu ja nina kaudu. Haigus tekib siis, kui nakkav bakter toodab mürgiseid endotoksiine ja eksotoksiine, mille tulemuseks on kudede põletik.
Teiseks patogeeniks on algloomad, mis on primitiivne loom, mis koosneb ühest rakust. Need on suuremad kui bakterid, kuid on siiski mikroskoopilised. Enamik elab iseseisvalt ja suudab toitu väljutada, omastada ja hingata; siiski on mõned algloomad, mis on parasiidid ja põhjustavad inimestel haigusi. Giardiaas on algloomade põhjustatud haigus, mille tagajärjeks on kõhulahtisust põhjustav sooleinfektsioon.