大肠杆菌是人体肠道中优势菌，对其它菌、特别是致病菌，起到了抑制作用，同时还能产生维生素，供人体用。但离开肠道，进入其它部位，也会致病，如尿路感染，因此是一种条件致病菌。 大肠杆菌作为饮用水指标，是因为培养简单，而肠道粪便中绝大多数是此菌，当水中有此菌时，则提示可能受到粪便污染，就有可能受到致病菌污染。
1、肠道外感染：多为内源性感染，以泌尿系感染为主，如尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎。也可引起腹膜炎、胆囊炎、阑尾炎等。婴儿、年老体弱、慢性消耗性疾病、大面积烧伤患者，大肠杆菌可侵入血流，引起败血症。 2、急性腹泻：某些血清型大肠杆菌能引起人类腹泻。其中肠产毒性大肠杆菌会引起婴幼儿和旅游者腹泻，出现轻度水泻，也可呈严重的霍乱样症状。腹泻常为自限性，一般2~3天即愈。
大肠杆菌病毒可通过饮用受污染的水或进食未熟透的食物(特别是免治牛肉、汉堡扒及烤牛肉)而感染。饮用或进食未经消毒的奶类、芝士、蔬菜、果汁及乳酪而染病的个案亦有发现。此外，若个人卫生欠佳，亦可能会通过人传人的途径感染，或经进食受粪便污染的食物而感染该种病菌。潜伏期通常为3至4日，但亦会长达9日。
