婴幼儿腹泻绝大多数为感染性腹泻，约占婴幼儿腹泻的70%～80%，病原为病毒、细菌、真菌和寄生虫等。人工喂养的孩子容易患腹泻病，因为他们没有机会从母乳中获得分泌型免疫球蛋白A，肠道抵抗病原入侵的能力较弱；另外，给孩子吃的牛奶、羊奶和代乳品或食具容易被病原污染，所以人工喂养的孩子比母乳喂养的孩子肠道内感染的机会多。肠道内病毒感染约占感染性腹泻的2/3，常在托儿所和家庭中形成小的流行。在病毒感染性腹泻中轮状病毒是主要病原，秋末冬初常形成腹泻流行。此外，还有柯萨奇病毒、埃可病毒、巨细胞病毒、腺病毒及诺沃克病毒等。肠道内细菌感染约占感染性腹泻的1/3，其中大肠杆菌感染是主要的。大肠杆菌是一个大的家族，在这个家族中能引起婴幼儿腹泻的大肠杆菌有四组，即致病性大肠杆菌(EPEC)、产毒性大肠杆菌(ETEC)、侵袭性大肠杆菌(EIEC)和出血性大肠杆菌(EHEC)。致病性大肠杆菌肠炎在我国最常见，常在夏季形成腹泻流行。此外还有空肠变曲菌、鼠伤寒沙门氏菌、耶尔森肠炎杆菌、志贺痢疾杆菌和霍乱弧菌等。寄生虫引起的感染性腹泻有肠梨形鞭毛虫、溶组织阿米巴、蛲虫、钩虫等。
肠道下段正常寄生菌能保持肠道内环境稳定，如果长期应用抗生素，尤其是广谱抗生素，如多粘菌素、卡那霉素、庆大霉素和氨苄青霉素等，肠道内敏感菌株受到抑制，耐药菌株乘机繁殖，引起肠道内菌群失调，可诱发金黄色葡萄球菌肠炎、变形杆菌肠炎、绿脓杆菌肠炎和白色念珠菌肠炎等。