Patofisiologi ulkus kornea berhubungan dengan defek pada epitel kornea karena infeksi, trauma, maupun penyakit autoimun. Tahap terjadinya kerusakan sampai dengan timbulnya ulkus kornea adalah:

• Tahap awal berupa reaksi badan kornea yang melibatkan makrofag, disertai dilatasi pembuluh darah pada limbus dengan tampakan injeksi perikornea
• Tahap infiltrasi berupa proses inflamasi, yaitu infiltrasi sel polimorfonuklear, sel mononuklear, dan sel plasma, yang dapat berakhir dengan nekrosis. Pada tahap ini, dapat muncul bercak kelabu yang keruh dengan batas tidak jelas
• Tahap ulseratif aktif berupa edema kornea karena eksudasi purulen, kongesti, dan hiperemis pada pembuluh darah sekitar kornea
• Tahap regresi berupa mekanisme defensif dari sel kornea untuk perbaikan dan biasanya akan menimbulkan jaringan parut berupa kornea yang opak[1–3]

Pada beberapa kasus, peradangan kornea bisa terjadi lebih dalam, sehingga menyebabkan perforasi, bahkan dapat mencapai iris dan badan siliar melalui membran Descemet atau endotel kornea. Hal ini akan menyebabkan terbentuknya pus di kamera okuli anterior, yang dikenal dengan hipopion.[1–3]