As leptospiras são espiroquetas aeróbias obrigatórias, Gram-negativas, em forma de espiral, com flagelos internos. O gênero é dividido em duas espécies, a forma patogênica Leptospira interrogans e a forma autônoma, não patogênica Leptospira biflexa. As leptospiras afetam mamíferos (animais selvagens e domésticos), répteis e anfíbios. As ratazanas e outros roedores constituem os reservatórios principais da infecção de seres humanos, ocorrendo a infecção através de solo ou água contaminados com urina, mordidas de ratazana ou tecidos animais infectados.
Os locais de entrada mais prováveis da leptospiras são as mucosas e lesões cutâneas. As bactérias proliferam sobretudo em órgãos como o sistema nervoso central, os rins e o fígado, podendo ser facilmente confundida com um quadro de meningite ou hepatite. O período médio de incubação é de 7 a 14 dias, iniciando com uma súbita presença de febre, dores de cabeça graves, dores musculares e náuseas. Os sintomas persistem durante aproximadamente sete dias. 5% a 15% das infecções clinicamente evidentes levam a complicações em órgãos múltiplos. 5% a 40% dos casos clínicos graves são letais. A causa de morte mais prevalente é insuficiência renal provocada por leptospirose.
Os anticorpos IgM surgem entre 2 e 6 dias após o início dos sintomas. Os anticorpos IgG e IgA são detectáveis entre 5 e 8 dias. Todos os doentes produzem anticorpos IgM, embora menos de 90% dos doentes apresentem anticorpos IgG.
As leptospiras podem sobreviver por um tempo considerável no interior dos túbulos contorcidos dos rins, dado que o sistema imunológico é relativamente ineficiente neste ambiente. Em consequência, as bactérias são excretadas na urina do paciente.