回歸熱的主要病理變化以肝、脾最為顯著,其次腎、心肌、骨髓及中樞神經系統與視網膜等也常受累。患者的皮膚、胃腸粘膜、子宮及腎臟均可見多數小出血點。脾臟腫大,質地柔軟,有多處出血性梗塞病灶及典型的粟粒狀病變。鏡下示馬氏淋巴小體中心呈壞死現象,周圍有單核細胞浸潤,其中含有很多螺旋體。肝臟也腫大并有肝細胞混濁腫脹及退行性變。在網狀內皮細胞內可找到螺旋體。腎臟與心肌也均顯示退行性變。骨髓顯著充血,成白細胞呈高度活躍狀態。腦組織腫脹,偶見出血性腦脊髓膜炎,腦組織中可找到螺旋體。