Patofisiologi Paramyxovirus adalah virus yang berselubung, RNA single stranded dan bersens negatif. Transmisi virus ini melalui droplet misalnya saat seseorang bersin atau batuk. Virus dapat masuk melalui hidung atau mulut dan daerah yang pertama kali terinfeksi adalah nasofaring. Paramyxovirus memiliki glikoprotein hemaglutinin neuramidase (HN) dan F yang memfasilitasi budding virus. Hemaglutinin neuramidase berfungsi untuk hemaglutinasi dan glikoprotein F berfungsi untuk fusi membran dan aktivasi hemolisin. Ketika virus berhasil fusi ke dalam sel maka virus akan menginfeksi epitel di respiratory track termasuk akan menginfeksi kelenjar parotis. Di kelanjar parotis, virus melakukan replikasi. Virus yang meruakan ssRNA bersens negative akan ditranskrisi oleh viral polymerase enzyme menjadi mRNA yang bersens positif. Nantinya ia akan ditranslasi oleh ribosom sel host menjadi protein virus tersebut dan dipresentasikan di permukaan sel yang terinfeksi.
Sel yang telah terinfeksi dapat menempel ada sel lain yang masih sehat dan membentuk multinucleated giant cell atau syncytium. Terbentuknya multinucleated giant cell ini menimbulkan inflamasi ada jaringan dan infiltrasi dari sel-sel mononuklear di perivaskuler dan interstitial. Lama
kelamaan akan terjadi viremia dan menimbulkan komplikasi-komplikasi seperti pada testis akan terjadi orchitis, pada ginjal akan terjadi nefritis dan virus juga dapat melalui cairan serebrovaskuler dan menimbulkan meningoensefalitis. Pada viremia terdapat peningkatan titer antibodi igM yang merupakan imunitas pertama yang terbentuk pada saat terjadi infeksi. IgM akan tinggi pada fase awal prodromal. Titer antibodi igG juga mengalami peningkatan pada akhir fase karena ia berfungsi untuk mengingkat virus dan ia akan meningkat pada akhir fase.
Selain viremia, infiltrasi dari sel-sel mononuklear akan
mengakibatkan beberapa kondisi. Sel mononuklear akan menghasilkan sitokin-sitokin yang berperan menjadi pirogen endogen. Pirogen endogen ini merangsang hipotalamus untuk mengasilkan prostaglandin E-2 yang dapat menset thermostat hipotalamus dan akhirnya timbul demam. Letak dari kelenjar parotis sendiri adalah meluas ke lengkung zygomatikum di regio anteriorauricula dan mencapai dasar dari muskulus masetter. Selain itu kelenjar ini terbungkus oleh suatu kapsul fibrosa dan memiliki beberapa bagian seperti arteri temporal superfisialis, vena retromandibular, nervus fasialis yang menembus dan melalui kelenjar ini. Infiltasi selsel mononuklear tadi, menimbulkan edema karena proliferasinya yang berlebihan. Edema menekan nervus fasialis dan muskulus masetter sehingga pasien menjadi sukar membuka mulut. Inflamasi yang terjadi memicu pelepasan bradikinin dan histamine. Bradikinin dapat merangsang nosiseptor sehingga impuls dijalarkan melalui kornu dorsalis dari medulla spinalis menuju ke pusat nyeri dan dapat timbul persepsi nyeri. Histamin berfungsi menigkatkan permeabilitas dari pembuluh darah yang akhirnya menimbulkan kemerahan. Kelenjar parotis memiliki duktus utama yaitu duktus stensen. Duktus ini menembus pipi dan gusi dihadapkan pada molar 1 dan 2 atas sehingga timbul juga kemerahan pada mukosa bucal region molar 1 dan 2 atas.