C. diphtheriae infiziert die Schleimhaut von Tonsillen, Pharynx, Nase und Konjunktiva (seltener auch Wunden und Hautläsionen). Die Erreger produzieren ein Toxin, welches lokal die Zellen schädigt und dabei eine entzündliche Reaktion auslöst. Durch die Entzündung kommt es zu einer Ansammlung eines grauweisslichen Exsudates (bestehend aus Fibrin, abgestorbenen Granulozyten und nekrotischen Epithelzellen). Spätfolgen wie Gewebedegeneration in Organen oder Lähmungen der Kopfnerven können nach Abklingen der akuten Infektion auftreten.