陰道毛滴蟲病的病原體是陰道毛滴鞭毛蟲。體部呈梨形，長10-30微米，寬為5-15微米。一般比白細胞大2倍。前端有4根鞭毛，鞭毛約有2/3蟲體長，用于爬動和探路。蟲體腹面可波動使蟲體作螺旋式運動。毛滴蟲的伸縮能力也很強，常能改變其形體穿過前進中的阻礙物。蟲體的前1/3處有細胞核，靜止時為橢圓形，有明顯的核膜，核質具有分布均勻的染色質，并有軸柱伸出尾部。

毛滴蟲僅有滋養體期而無包囊期，以二分裂或多分裂方法進行繁殖。在室溫的外界環境中，活動能力很強，低溫時(3至5℃)活動能力明顯減低，但也能活21天，干燥時易死亡。

毛滴蟲主要寄生于陰道的鱗狀上皮表面中，而不是寄生于柱狀上皮表面。子宮頸雖也受到感染，但滴蟲發現率只為13%。尿道和尿道旁腺也是滴蟲喜于寄生的部位，滴蟲陽性率達90%。陰道毛滴蟲常粘附于上皮細胞作阿米巴運動。爬行在單層細胞的上面或下面，推測這種機械性損傷引起癥狀;另外滴蟲釋放毒性物質引起病變，在滴蟲不能到達的上皮下組織中可有嚴重的細胞浸潤;再有細菌感染改變了陰道ph值，且炎癥引起組織壞死，這些也有利于滴蟲的入侵。