旧大陆利什曼病的病原体是杜氏利什曼原虫(Leishmaniadonovani)和婴儿利什曼原虫(L.infantum)，在新大陆是恰氏利什曼原虫(L.chagasi)。这3种利什曼原虫在形态上虽无差别，但根据原虫的基因型以及同工酶图谱分析，可把杜氏利什曼和婴儿利什曼区别开来，恰氏利什曼的酶谱则和婴儿利什曼相似。在流行病学上，由杜氏利什曼原虫引起的利什曼病主要发生在较大的儿童和青壮年中，而由婴儿利什曼原虫和恰氏利什曼原虫所致的利什曼病，患者均主要是5岁以下的婴、幼儿。因此，不少学者认为，婴儿利什曼和恰氏利什曼应同属一种。1990年，世界卫生组织利什曼病专家委员会的报告指出，杜氏利什曼，婴儿利什曼和恰氏利什曼可以视为不同的种，并将三者组合为杜氏利什曼复合体(L.donovanicomplexes)。
利什曼原虫是二态性原生动物，传播过程中需要两种不同的宿主相互交替。在白蛉体内，原虫的形态为前鞭毛体(promastigote)，在人、犬科动物或啮齿动物内则为无鞭毛体(amastigote)。当媒介白蛉刺叮病人，病狗等宿主时，血液或皮肤内的无鞭毛体被吸入白蛉的胃内，变为前鞭毛体，在白蛉胃内分裂繁殖，至吸血后6-7天，前鞭毛体即可抵达蛉的咽或喙部，该时白蛉胃血已消化完毕，感染白蛉如再次吸血，前鞭毛体即侵入人或狗等宿主体内。白蛉吸血时分泌的唾液也能增大前鞭毛体对宿主的感染性。
侵入人或动物宿主体内的前鞭毛体，一部分可被血清中的补体溶解或被多核白细胞吞噬消灭，一部分被毛细血管或淋巴管内的巨噬细胞吞噬。前鞭毛体侵入巨噬细胞内变成无鞭毛体的过程是细胞水平和分子水平多种因素相互作用的结果。当虫体被吸附在巨噬细胞的表面后，可诱发细胞形成伪足，把前鞭毛体摄入胞质内，之后鞭毛消失，变成无鞭毛体，巨噬细胞伪足的胞膜包裹原虫后形成带虫空泡，与溶酶体融合并使虫体处在溶酶体的包围之中，但虫体上的脂磷酸聚糖能使利什曼原虫逃避细胞水解酶作用而在细胞内增殖。