多器官功能衰竭常繼發于嚴重感染，因此有人稱為膿毒綜合征，Meakins等主張胃腸是其始動部位，通過細菌和內毒素起作用。Frg等指出感染過程中內毒素是強有力的補體激活觸發物，它所激活的補體啟動了“瀑布效應"（cascade），釋放氧自由基、前列腺素類、內啡肽等介質，產生細胞毒性效應、微循環障礙、代謝紊亂，最終導致多器官功能衰竭的發生。

大量研究表明，內毒素血癥不僅發生于創傷休克的初期，而且自始至終可能起著重要作用，貫穿于多器官功能衰竭的整個病程。因此有學者認為，感染的致命作用可能在于內毒素侵入體內導致機體多器官功能障礙。多年來，一直認為內毒素損傷是直接作用所致。近年大量的研究表明，內毒素為一種極-強的刺激物質，與機體單核巨噬細胞系統相互作用后能誘導產生許多細胞毒素，特別是腫瘤壞死因子、白細胞介素-1，它們可能是發揮毒性作用的關鍵體液因子。腫瘤壞死因子等隨血液循環進人不同組織，與特異性受體結合發揮其遠達效應，主要靶組織為肝腎肺、胃腸道、心血管等。

早期診斷是多器官功能衰竭預防與教治的關鍵。一些實驗表明，血漿內毒素水平的陽性預測值頗高，有些學者提出內毒素水平對多器官功能衰竭的監測有預警意義，動態觀察其變化，有助于早期診斷與預防。