Patologi, er det videnskabelige studie af sygdom (patos = lidelse; logos = videnskab). Patologi beskæftiger sig for det første med årsagen, eller ætiologien, af sygdomme. For det andet beskæftiger patologi sig med patogenese, der er den måde hvorpå en sygdom udvikler sig. For det tredje, beskæftiger patologi sig med de strukturelle og funktionelle forandringer, som sygdomme har, samt deres virkninger på kroppen.
Selvom udtrykkene infektion og sygdom, undertiden bruges i flæng, adskiller de sig noget i betydning. En infektion er invasionen eller koloniseringen af kroppen, med patogene mikroorganismer; sygdom opstår, når en infektion resulterer i en ændring af kroppens tilstand som rask. Sygdomme er normalt en unormal tilstand, i hvilken en del eller hele kroppen er ude af stand til at udføre sine normale funktioner. En infektion, kan forekomme i fravær af påviselig sygdom. For eksempel kan kroppen godt blive inficeret med den virus der forårsager AIDS, uden at man oplever nogle symptomer på sygdommen.
Tilstedeværelsen af en bestemt type mikroorganisme i en del af kroppen, hvor den normalt ikke findes, kaldes også en infektion – og kan føre til sygdom. For eksempel, selv om et stort antal E. coli bakterier normalt er til stede i et sundt tarmsystem, resulterer deres infektion af urinvejene normalt i sygdom.
Kun få mikroorganismer er sygdomsfremkaldende. Faktisk kan tilstedeværelsen af nogle mikroorganismer endda gavne værten. Derfor, før vi kigger på rollen for mikroorganismer der forårsager sygdom, lad os først se på forholdet mellem mikroorganismer og det raske menneskelige legeme.