Tetanospazmina jest neurotoksyną atakującą komórki nerwowe. Wiążąc się z obwodowym neuronem ruchowym, wnika do aksonu i stąd przenosi się do komórek nerwowych pnia mózgu i rdzenia kręgowego. Tetanospazmina wędruje następnie przez synapsę do zakończenia presynaptycznego, gdzie blokuje uwalnianie inhibitorów neuroprzekaźnikowych (glicyna i kwas gamma-aminomasłowy), co powoduje blokowanie fizjologicznych procesów hamowania i prowadzi do stałego nadmiernego pobudzenia neuronów ruchowych, które z kolei wywołuje wzmożone napięcie i napady prężeń (skurczów) mięśni szkieletowych.
Tetanolizyna działa litycznie na erytrocyty.
Objawy Okres inkubacji choroby wynosi od 2 do 21 dni. Im jest on krótszy, tym przebieg choroby jest cięższy. Przed rozwojem pełnoobjawowej choroby występują objawy prodromalne, takie jak ból głowy, złe samopoczucie, bezsenność i niepokój, wzmożona potliwość i napięcie mięśni oraz parestezje lub ból w pobliżu rany. Choroba przebiega w trzech postaciach: uogólnionej (najczęściej) – głównym objawem są skurcze mięśni (najsilniejsze w pierwszych dwóch tygodniach), które wywołują opistotonus (łukowate wyprężenie ciała w stronę grzbietową z towarzyszącym wyprostem nóg i zgięciem rąk), szczękościsk oraz uśmiech sardoniczny, dysfagię, a w skrajnych przypadkach zatrzymanie oddechu.