Az endotoxinok a Gram-negatív baktériumok és egyes kékalgák külső sejthártyájának nélkülözhetetlen alkotórészei. A fajra jellemző lipopoliszacharid ([LPS]?) részből, valamint a konzervatív [lipid-A]?-ból állnak, amely a molekula toxikus része.
Az emlősök szervezetében sok millió Gram-negatív baktérium él, normális esetben ez nem okoz egészségkárosító problémát. Kóros esetben, nagyobb mennyiségben a vérbe kerülő endotoxin hatására kialakul az endotoxémia, amely traumát és sokkot okozhat. Ez akkor történhet meg, ha a baktérium elpusztul vagy szaporodni kezd, ezekben az esetekben ugyanis az endotoxinok elszabadulnak a baktériumból és a szervezetbe kerülnek. Az élő vagy elpusztult baktériumok által kibocsátott endotoxin (LPS) a vérben hozzákötődik a [lipopoliszacharid kötő fehérjé]?hez ([LPB]?). Az LPB-LPS komplex hozzákötődik a [makrofág]?ok CD14 receptoraihoz, amely folyamat a makrofág aktiválását eredményezi. Az aktivált makrofágok különféle molekulák, elsősorban [citokinin]?ek (pl. IL-1, IL-6, TNF-α, IFN-g stb.) képződését indukálják, amelyek végül a keringési rendszerbe kerülve különböző mechanizmusokon keresztül az immunrendszert aktiválják. A szervezet védekező mechanizmusa a véráramba kerülő endotoxin mennyiségének növekedése miatt túlterheltté válik, az immunrendszer "túlreagálja" a veszélyt, amely szövetroncsolódáshoz, endotoxikus sokkhoz, végül halálhoz vezethet.
Az ilyen kóros esetek gyakori velejárója és fokozott kockázati tényezője a szepszis. Szepszisről beszélünk, ha a védekező mechanizmust legyőzve, egy gennyes gócból kórokozó baktériumok áradnak szét a test különböző pontjain és az endotoxinokkal együtt a vérkeringésbe kerülve a szepszis tüneteinek kialakulásához vezetnek.