Patofisiologi kolera adalah proses kolonisasi Vibrio cholerae pada saluran pencernaan yang kemudian menghasilkan enterotoksin. Toksin ini tidak menginvasi sel intestinal tetapi beraksi secara lokal untuk menyebabkan sekresi cairan dan elektrolit dari sel intestinal menuju lumen.

Enterotoksin merupakan molekul protein yang tersusun dari lima subunit B dan dua subunit A. Subunit B memiliki kemampuan untuk berikatan dengan reseptor ganglioside (monosialosyl ganglioside, GM1) yang berada pada permukaan sel mukosa intestinal.

Sebelum dapat mencapai usus halus, Vibrio cholerae harus melewati asam lambung. Bakteri ini tidak kebal terhadap asam, sehingga kemampuannya untuk mencapai usus halus sepenuhnya tergantung pada jumlah bakteri yang tertelan. Jumlah organisme yang dapat menimbulkan manifestasi klinis adalah 1.000–1.000.000 bila tertelan melalui air dan 100–10.000 bila tertelan melalui makanan.[2]