新生儿败血症引起炎性反应的主要机制是由两方面因素造成的结果。其一是由于细菌毒素对全身各系统，尤其是受累脏器的直接作用，主要是毒素对相关脏器、细胞的损害;另一方面是由各种炎性介质(proinflammatory factors)和细胞因子引起炎性反应和多脏器功能损害;包括肿瘤坏死因子(TNF)、降钙元素(procalcitin)、活化补体、血小板活化因子(PAF)以及多种白细胞介素(IL-1、6、8等)。在成熟新生儿尤其在重症感染的新生儿中，炎性介质与细胞因子已成为引起SIRS与MODS的主要病因机制。另一方面，早产儿、低体重儿与未成熟儿的炎性反应功能不健全，尤其是与炎性反应有关的免疫细胞功能不全，包括中性粒细胞趋化、集聚过程中的所需的一些黏附分子(adhesion factors)如选择素(selectin)功能不全也可成为感染扩散和预后不良的重要因素。