La enfermedad de Lyme la produce la bacteria Borrelia burgdorferi. Una vez la bacteria entra en el organismo a través de la picadura de una garrapata, puede moverse a través del flujo  sanguíneo rápidamente. A las 12 horas de entrar en el flujo sanguíneo, la bacteria puede llegar al líquido cefalorraquídeo (lo que significa que puede afectar el sistema nervioso).

La enfermedad de Lyme se suele describir en términos de duración de la infección (el tiempo que hace que la persona fue picada por una garrapata infectada) y si la bacteria está localizada o diseminada (propagada a través del organismo por los fluidos y células portadoras de la bacteria).