เมื่อมีเชื้อแบคทีเรียหรือไวรัสเข้ามาในกระแสเลือดทำให้เกิดภาวะเลือดมีแบคทีเรีย (bacteremia) หรือภาวะเลือดมีไวรัส (viremia) หากเชื้อนั้นมีความรุนแรงหรือผู้รับเชื้อมีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง ทำให้ผู้ป่วยเกิดภาวะกลุ่มอาการตอบสนองต่อการอักเสบทั่วร่างกาย (systemic inflammatory response syndrome; SIRS) ภาวะพิษเหตุติดเชื้อจากนิยามคือภาวะเลือดมีแบคทีเรียร่วมกับ SIRS นั่นเอง หากภาวะพิษเหตุติดเชื้อนี้ดำเนินมากขึ้นจนอวัยวะสำคัญทำงานผิดปกติ เช่น ไตวาน ตับวาย การเปลี่ยนแปลงระดับความรู้ตัว หรือหัวใจผิดปกติ เราจะเรียกภาวะนี้ว่าภาวะพิษเหตุติดเชื้อรุนแรง (severe sepsis) และหากภาวะพิษเหตุติดเชื้อรุนแรงแย่ลงไปจนถึงจุดที่ความดันโลหิตต่ำโดยไม่สามารถรักษาได้ด้วยการให้สารน้ำอย่างเดียว จะเข้ากับเกณฑ์ของช็อกเหตุพิษติดเชื้อ การติดเชื้อที่อาจชักนำให้เกิดภาวะช็อกเหตุพิษติดเชื้อเช่นปอดอักเสบ ภาวะเลือดมีแบคทีเรีย โรคถุงยื่นของลำไส้อักเสบ (diverticulitis) กรวยไตอักเสบ เยื่อหุ้มสมองอักเสบ ตับอ่อนอักเสบ และพังผืดอักเสบมีเนื้อตาย (necrotizing fasciitis)