Патогенез АтД многокомпонентный; главную роль в развитии заболевания играют иммунные нарушения. В основе АтД лежит хроническое аллергическое воспаление кожи. Пусковой механизм иммунного ответа при АтД - взаимодействие аллергенов с IgE-антителами на поверхности тучных клеток и базофилов. Помимо пищевых и ингаляционных аллергенов, среди которых наибольшее значение имеют клещи домашней пыли (Dermatophagoides pteronissinus и Dermatophagoides farinae), IgE-ответ могут инициировать суперантигены Staphylococcus aureus,
а также грибы Malassezia spp., Candida spp. и аутоантигены. Основной иммунопатологический механизм развития АтД состоит в двухфазном изменении соотношения Th1/Th2-лимфоцитов. В острой фазе происходит активация Th2-клеток, что приводит к избыточной продукции изотипа антител-IgE. Хроническую фазу болезни характеризует преобладание Th1-ответа.
Важную роль в развитии АтД отводят дефекту врождённого иммунного ответа: нарушению функции эпидермального барьера, продукции противомикробных пептидов (β-дефензинов, кателицидинов, дермицидина и др.), а также миграции нейтрофилов. Эти нарушения лежат в основе повышенной колонизации кожи больных АтД S. aureus, Malassezia spp., Candida spp., а также подверженности вирусной инфекции (Herpes simplex virus, Molluscum contagiosum virus, Vaccinia virus).
Работы последних лет показали, что в развитии хронического воспаления при АтД принимает участие IgE-аутореактивность: продукция IgE против белков (профилинов) собственных эктодермальных, мезодермальных и эндодермальных тканей.
При АтД выявляют нарушения нейровегетативной регуляции, объясняющие хроническое течение заболевания даже в отсутствие экспозиции этиологически значимых аллергенов. У таких больных снижен порог чувствительности к стрессовым влияниям (страх, перенапряжение, перевозбуждение и др.).