除了昆虫叮咬或外伤直接将病原菌导入组织或血流引起的感染外，绝大多数的感染是从病原菌粘附到宿主粘膜上皮细胞表面开始的。这是形成感染必需的第一步。例如淋病奈瑟氏菌的菌毛粘附到尿道粘膜上皮细胞表面，而且不能被尿流冲出；大肠埃希氏菌、伤寒沙门菌、志贺氏菌等均有菌毛，它们可以牢牢地粘附在肠粘膜上而不受肠蠕动的影响；百日咳鲍特氏菌的菌毛粘附到气管和支气管粘膜的纤毛上皮层，也不会被呼吸道的纤毛运动清除。细菌粘附到宿主易感细胞上，要通过粘附素的作用。这种过程称为介导。粘附素是细菌细胞表面的蛋白质。一类由细菌菌毛分泌；另一类不由菌毛产生，是细菌的其它表面结构。大肠埃希氏菌的I型菌毛、定殖因子抗原I（CFA/I）和淋病奈瑟氏菌菌毛产生的是菌毛粘附素。金黄色葡萄球菌的脂磷壁酸（LTA）、A群链球菌的LTA-M蛋白复合物是非菌毛粘附素。不同的粘附素只能和相配的易感细胞受体结合，粘附素受体一般是糖类或糖蛋白。例如大肠埃希氏菌I型菌毛粘附，便是和肠粘膜上皮细胞的D-甘露糖受体结合。
细菌的粘附作用和它们的致病性有密切关系。例如让志愿参加实验的人口服没有菌毛的肠产毒素型大肠埃希氏菌，不能引起腹泻。在兽医界，已将动物肠产毒素型大肠埃希氏菌的菌毛制成疫苗，对预防新生小牛、小猪由该菌引起的腹泻效果明显。
当病原菌牢固地粘附在易感组织表面后，有的即在组织表面生长繁殖，引起疾病，它们并不穿透进细胞，例如霍乱弧菌；有的则进入细胞内生长繁殖，产生毒性物质，使细胞死亡，从而造成浅表的组织损伤（溃疡），但菌不再进一步侵入和扩散，例如引起痢疾的志贺氏菌；还有一些病原菌则通过粘膜上皮细胞或细胞间质进入下部组织或血液中进一步扩散，例如A群链球菌所致的化脓性感染。
