班氏丝虫和马来丝虫两种成虫的形态相似，内部结构几乎完全相同，但马来丝虫较班氏丝虫短小。在人体内，雌成虫子宫内胚蚴发育成丝状活动的微丝蚴。当蚊虫吸吮丝虫病人血液时，微丝蚴被吸入蚊体内发育成感染期幼虫。在蚊吸血时感染期幼虫进入人体；感染期幼虫进入人体后，部分死亡，有些幼虫进入淋巴管或淋巴结发育为成虫。成虫在人体内的寿命可达10年以上，微丝蚴在人体内的寿命约为2～3个月，在体外4℃时可存活6周。中国流行的班氏和马来微丝蚴从淋巴系统进入血液循环后，具有明显夜现周期性，即白天多丛集在肺毛细血管内，夜间才出现于外周血液。马来微丝蚴为夜晚8∶00至次晨4∶00，班氏微丝蚴为夜晚10∶00至次晨2∶00达高峰。
丝虫病发病与病变主要由成虫引起，感染期幼虫也起一定作用，但与血中的微丝蚴关系不大。自幼虫钻入人体皮肤至发育为成虫阶段中，幼虫与成虫所产生的代谢产物以及虫体子宫内的排泄物，能引起全身性过敏反应及局部淋巴系统的组织反应，临床特征在早期表现为周期发作的淋巴管炎、淋巴结炎及丝虫热等；晚期表现则是由于淋巴组织的病理改变及继发细菌感染的结果。
阴茎阴囊象皮肿多发生在丝虫病流行区，发病早期常常是反复发作的阴囊弥漫性淋巴管炎，后期由于反复淋巴管炎与淋巴液渗出对皮肤与皮下组织的长期慢性刺激，使皮肤与皮下结缔组织增厚变硬、干燥，皮肤外观呈橘皮样、颗粒状和疣状增生，阴囊皮肤失去弹性与收缩力。由于结缔组织增生与淋巴液积聚使阴囊呈圆球状，受体积与重量的下垂和牵拉，严重时肿胀的阴囊可下垂到膝关节水平重达数公斤，最大者可达102kg，影响病人的行动与正常生活，这时巨大阴囊下垂，越近下部皮肤损害越重，而其上方的皮肤与耻骨上、会阴和股部健康皮肤移行区渐渐变薄，阴茎常常缩入肿大的阴囊内，当阴茎皮肤亦有象皮肿时则突起如屈曲的羊角状，阴茎海绵体缩入阴茎包皮甚至阴囊内形成一个洞穴状隧道直达阴茎头与尿道外口，排尿时尿液从洞穴口溢出尿湿衣裤与鞋袜。睾丸被包埋在肿胀的阴囊皮肤内，有时可合并睾丸鞘膜积液。