脓毒败血症是由病原体引起的一种严重的血流感染，当败血症存在着原发性、迁徙性的化脓性病灶则称之为脓毒败血症。主要的病原体为细菌和真菌感染，细菌包括革兰氏阳性球菌、革兰氏阴性杆菌以及厌氧菌，主要是葡萄球菌、肠球菌和链球菌，以金黄色葡萄球菌最为常见，尤其是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐万古霉素的金黄色葡萄球菌、耐药凝固酶阴性的葡萄球菌。

肺炎链球菌也可以导致免疫缺陷患者及老年人败血症，革兰氏阴性杆菌以肠杆菌科细菌最为常见，如埃希菌属、克雷伯菌属、肠杆菌属、流感嗜血杆菌、非发酵革兰氏阴性菌如假单胞菌、不动杆菌属、产碱杆菌属。除了细菌以外，还可以因真菌感染引起，如白色念珠菌占绝大多数，热带念珠菌、毛霉菌均可以引起脓毒败血症。肝、肾等器官移植后、肿瘤及免疫抑制患者也可发生脓毒血症。