本病主要是由星形奴卡菌所引起，但巴西奴卡菌、巴拉圭奴卡菌、白乐杰奴卡菌、马杜拉奴卡菌等也可致病。它们均属于裂殖菌纲、放线菌目、放线菌科。在组织内和培养中的形态均表现为很长的菌丝。

常先因吸入本菌抱子引起肺部的原发感染，也可经血源播散而至脑引起脑部感染。胃肠道的原发或继发感染可经粘膜、溃疡所引起。皮损则多因皮肤外伤处受菌污染而引起，曾有皮肤原发奴卡菌病的报告。
约75％的病例有肺部症状，呈小叶或大叶肺炎改变，常为慢性。但也可以是单个孤立的肺脓疡。急性坏死性肺炎的散在浸润有如粟粒性结核。此外，肺足菌肿或进行性纤维化波及胸膜、胸壁而发生穿孔者有如放线菌病。可有发热，37～41℃间，也可有厌食、无力、体重减轻、胸膜炎、盗汗及寒战等。初起为干咳，后出现粘液脓性痰并带血丝，如有空洞发生则可并发大咯血。尚可发生1～2叶的肺实变，但不形成干酪样变及肉芽肿。肺尖、肺门及肺底部均可被侵犯。病变区域的呼吸音减低，有罗音出现。
血源播散时可波及脑，发生多发性病灶。并可相互扩散融合成为一大的病损，脑膜也可受累，但并不一定有肯定诊断意义的病变发生。如此时肺部受累轻微，则脑部者为原发症状，表现为头痛、乏力、抽搐、麻木、颈项强直、神志模糊、面部无表情、震颤、麻痹等可依次出现，但甚少发生脊髓病变。脊椎与颅骨可见有点状骨质溶解性损伤。有时可有奴卡菌性脓疡，出现包膜。血管动脉造影有如肿瘤样充血的变化。
肾脏为第三个易被波及的器官，由皮质渐延及髓质。此外尚可侵及心包、心肌、脾、肝及肾上腺。各部位淋巴结均可发生病变，尤以颈部及腋部为多见。与放线菌病不同，骨骼极少受累，眼部也然。但有时也可发生视乳头水肿、视野模糊、复视及眼肌麻痹等。星形奴卡菌间或可致眼部泪管炎症。

早期合理治疗可免于播散的发生。磺胺哒嗪对本病具有特效，但每日剂量需达6～10g，以期使血浓度≥20mg／100mL，并需应用3～6月以上，有时可并用磺胺增效剂。急性期尚可加用链霉素，每日1～2g，脑部感染者可加用环丝氨酸，每6h250mg。鉴于二者均可透入中枢神经系统，不必加用鞘内治疗。对脑脓疡、脓胸等尚可辅以外科切开排脓，同时应用上述诸抗菌药物。