艾滋病的发病机制主要与人类免疫缺陷病毒（HIV）感染人体后破坏免疫系统有关。HIV主要攻击人体免疫系统中最重要的CD4⁺T淋巴细胞等。当HIV进入人体后，病毒的包膜糖蛋白gp120与CD4⁺T淋巴细胞表面的CD4分子结合，然后病毒核心进入细胞内，经过一系列过程进行复制，大量破坏CD4⁺T淋巴细胞，导致机体免疫功能逐步缺陷。
HIV的入侵与复制
HIV入侵细胞： HIV的包膜糖蛋白gp120特异性地与CD4⁺T淋巴细胞表面的CD4分子结合，随后病毒的包膜与细胞膜融合，病毒核心进入细胞内。病毒复制过程： 进入细胞后的HIV以自身RNA为模板，在逆转录酶的作用下合成双链DNA，然后整合到宿主细胞的基因组中。整合后的病毒DNA可长期潜伏，也可被激活进行大量复制，产生新的病毒颗粒，这些新病毒颗粒会从宿主细胞中释放出来，继续感染其他CD4⁺T淋巴细胞等。
免疫系统的逐步破坏
CD4⁺T淋巴细胞减少： 由于HIV不断攻击和破坏CD4⁺T淋巴细胞，使得体内CD4⁺T淋巴细胞数量逐渐下降。正常情况下，人体外周血中CD4⁺T淋巴细胞计数一般在500 - 1500个/μL左右，而在艾滋病发病期，CD4⁺T淋巴细胞计数会持续低于200个/μL。免疫功能缺陷表现： 随着CD4⁺T淋巴细胞数量的大幅减少，机体的免疫功能逐渐缺陷，容易受到各种机会性感染和肿瘤的侵袭。例如，会出现肺孢子菌肺炎等机会性肺部感染，还可能发生卡波西肉瘤等机会性肿瘤。
持续的免疫激活与炎症反应
免疫持续激活： 在HIV感染过程中，即使病毒载量得到抑制，机体仍处于持续的免疫激活状态。这是因为HIV持续刺激免疫系统，导致体内炎症因子不断产生。炎症反应的危害： 长期的炎症反应会进一步损伤机体的组织和器官，加速免疫系统的破坏，加重免疫功能缺陷的程度，使得患者的病情不断进展，生活质量严重下降。而且炎症反应还与艾滋病相关的非感染性并发症的发生发展密切相关，如神经认知障碍等。