人轮状病毒感染主要影响空肠部位的微绒毛上皮细胞，引发细胞的凋亡过程。这一侵袭使得受损细胞脱落，原有的微绒毛结构变得短小且功能减弱。在病变区域，原本位于隐窝底部的分泌细胞逐渐显现，填补了空缺。这些变化导致小肠的功能受到严重影响，其水和电解质的分泌增加，而吸收功能相应下降，从而引发腹泻症状。
此外，当小肠微绒毛上皮细胞的功能发生障碍，它们分泌的双糖酶数量减少，导致乳糖无法正常消化吸收，积累在肠道内，进一步加剧了渗透性腹泻的情况。这种病理生理变化揭示了轮状病毒如何通过影响肠道细胞结构和功能，引发一系列消化系统问题。
轮状病毒是急性胃肠炎的重要病原，直径60～80nm，核心为双股RNA，由11个节段组成，外有双层衣壳，内层壳粒呈放射状排列，与薄而光滑的外层衣壳形成轮状，故名为轮状病毒。