Penyakit demam dengue dan DBD pada seseorang dapat disebabkan oleh virus Dengue termasuk famili Flaviviridae dan harus dibedakan dengan demam yang disebabkan virus lain. Ditemukan empat serotipe virus Dengue dan dapat dibedakan dengan sifat biotipe. Semua kelompok famili Flaviviridae dapat menunjukkan bentuknya yang karakteristik meliputi struktur genome dan sifat untuk melipatgandakan dirinya.Patofisiologi primer DBD dan DSS adalah peningkatan akut permeabilitas vaskuler yang mengarah ke kebocoran plasma ke dalam ruang ekstravaskuler, sehingga menimbulkan hemokonsentrasi dan penurunan tekanan darah. Volume plasma menurun lebih dari 20% pada kasus-kasus berat, hal ini di dukung penemuan adanya efusi pleura, hemokonsentrasi dan hipoproteinemi. Virus dengue masuk ke dalam tubuh manusia lewat gigitan nyamuk Aedes aegypti atau Aedes albopictus. Organ sasaran dari virus adalah organ hepar, nodus limfaticus, sum-sum tulang serta paru-paru. Dalam peredaran darah, virus tersebut akan difagosit oleh sel monosit perifer. Virus DEN mampu bertahan hidup dan mengadakan multiplikasi di dalam sel tersebut. Infeksi virus Dengue dimulai dengan menempelnya genom virus masuk ke dalam sel dengan bantuan organel-organel sel. Setelah komponen struktural dirakit, virus dilepaskan dari dalam sel. Proses perkembangbiakan virus DEN terjadi di sitoplasma sel.ImunopatologiSecara in vitro antibodi terhadap virus DEN mempunyai 4 fungsi biologis, yaitu netralisasi virus, sitolisis komplemen, Antibody Dependent Cell-mediated Citotoxity (ADCC) dan Antibody Dependent Enhancement. Virion dari virus DEN ekstraseluler terdiri atas protein C (capsid), M (membran), dan E (Envelop), sedang virus intraseluler mempunyai protein pre-membran atau pre-M. Antibodi, memiliki aktivitas netralisasi dan mengenali protein E yang berperan sebagai epitop yang memiliki serotipe spesifik. Serotipe cross reaktif atau Flavivirus cross-reaktif ini memberikan proteksi terhadap infeksi virus DEN. Antibodi monoklonal terhadap NS1 dan komplemen virus DEN dan antibodi poliklonal yang ditimbulkan dari imunisasi dengan NS1 mengakibatkan lisis sel yang terinfeksi virus DEN. Sehubungan dengan sifat antibodi virus DEN tersebut, muncullah banyak teori mengenai terjadinya DBD antara lain :