流行性乙型脑炎存在中枢神经系统病变、血管病变和脑膜病变。中枢神经系统病变包括神经细胞病变（病毒侵犯致其变性坏死，不同年龄段病变有差异，儿童易受侵害且范围可能更广）和胶质细胞反应（小胶质细胞增生形成结节、星形胶质细胞反应性增生，不同年龄胶质细胞反应程度有别）；血管病变表现为脑内血管充血、渗出致脑水肿，不同年龄脑水肿程度因血脑屏障发育成熟度不同而异，新生儿血脑屏障不完善易现严重脑水肿；脑膜病变有少量淋巴细胞、单核细胞浸润，相对实质病变轻，免疫功能低下者脑膜炎症反应可能更严重。
一、中枢神经系统病变
1.神经细胞病变：流行性乙型脑炎病毒主要侵犯中枢神经系统的神经细胞，可导致神经细胞变性、坏死，表现为神经细胞肿胀、尼氏小体消失、核偏位等。研究表明，病毒在神经细胞内复制，引起细胞的一系列病理改变，影响神经细胞的正常功能，如导致神经元的兴奋性改变等。这种病变在大脑皮质、基底核、视丘等部位较为明显，不同年龄段的患者由于神经系统发育程度不同，病变的严重程度和分布可能会有差异，儿童由于神经系统相对不成熟，可能更容易受到病毒的侵害，病变范围可能相对更广。
2.胶质细胞反应：小胶质细胞会发生增生，形成小胶质细胞结节，这是流行性乙型脑炎的特征性病理改变之一。星形胶质细胞也会出现反应性增生。胶质细胞的这些反应是机体对病毒感染的一种免疫应答，但同时也可能对神经组织产生一定的影响。对于不同性别来说，在胶质细胞反应方面并没有明显的性别差异，但不同年龄的人群，由于免疫功能和神经系统的成熟度不同，胶质细胞反应的程度可能有所不同，儿童的免疫反应相对活跃，胶质细胞结节形成可能相对更常见。
二、血管病变
1.血管充血、渗出：脑内血管会出现明显的充血现象，血管周围有浆液性渗出，形成脑水肿。血管通透性增加，导致血浆蛋白等渗出到血管周围的脑组织中。这种血管病变会进一步加重脑组织的损伤，因为脑水肿会使颅内压升高，压迫脑组织，影响脑的血液循环和神经功能。不同年龄的患者，由于血脑屏障的发育和成熟程度不同，血管病变导致脑水肿的程度可能不同，新生儿血脑屏障相对不完善，更容易出现严重的脑水肿。
三、脑膜病变
1.脑膜炎症反应：脑膜也会出现炎症反应，有少量淋巴细胞、单核细胞浸润。但相比中枢神经系统实质的病变，脑膜病变相对较轻。不同年龄、性别、生活方式和病史的人群在脑膜病变上并没有特殊的明显差异，但如果患者本身有免疫功能低下的病史，如患有免疫缺陷疾病等，脑膜的炎症反应可能会更严重，因为其自身的免疫防御能力较弱，难以有效控制脑膜的炎症。
