青霉素引起过敏性休克主要是因为人体对青霉素的特殊免疫反应。青霉素本身是半抗原，进入人体后会与体内蛋白质结合形成完全抗原，刺激机体产生特异性IgE抗体，这些抗体结合在肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面。当人体再次接触青霉素时，就会触发免疫反应，导致肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒，释放大量组胺、白三烯等活性物质，这些物质会引起平滑肌收缩、血管扩张通透性增加等一系列反应，严重时就会引发过敏性休克，据统计，青霉素过敏性休克的发生率约为每百万次用药中3 - 10次。
过敏反应的免疫机制
抗体介导的反应： 人体初次接触青霉素时，免疫系统会识别青霉素中的特殊成分，然后B淋巴细胞被激活，产生特异性的IgE抗体。IgE抗体会结合到肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面。当再次接触青霉素时，青霉素就会与结合在细胞表面的IgE抗体结合，从而激活肥大细胞和嗜碱性粒细胞。活性物质的释放： 被激活的肥大细胞和嗜碱性粒细胞会迅速脱颗粒，释放出组胺、缓激肽、白三烯等多种活性物质。组胺会使小血管扩张、通透性增加，导致血压下降；缓激肽会引起平滑肌收缩，影响呼吸道等部位的正常功能；白三烯也会促进平滑肌收缩和血管通透性增加。
个体差异导致的易感性
遗传因素影响： 研究发现，有些人由于遗传因素，体内的免疫调节机制存在缺陷，更容易产生针对青霉素的IgE抗体。比如某些基因的多态性会影响免疫系统对青霉素的识别和反应，使得这类人群在接触青霉素后更易发生过敏反应。既往过敏史的影响： 如果曾经有过对青霉素或其他类似药物的过敏史，那么再次接触青霉素时发生过敏性休克的风险会大大增加。有过青霉素过敏史的人群再次使用青霉素，过敏反应发生率比无过敏史人群高很多倍。
接触途径与反应程度
不同接触途径的差异： 青霉素可以通过注射、口服、外用等多种途径进入人体，其中注射途径引起过敏性休克的风险相对较高。因为注射时药物直接进入血液循环，能更快地与体内的免疫细胞接触并引发反应。而口服或外用时，药物需要经过胃肠道吸收或皮肤黏膜吸收等过程，相对来说引发严重过敏反应的速度可能稍慢，但也不能完全排除。反应程度的多样性： 过敏性休克的反应程度个体差异较大，轻的可能只是出现皮肤瘙痒、皮疹、打喷嚏等较轻的过敏表现，而严重的会迅速出现呼吸困难、血压急剧下降、意识丧失等危及生命的情况。一旦发生过敏性休克，如果不能及时抢救，可能在很短时间内（如数分钟内）就会导致死亡。