La SP se caractérise par un dysfonctionnement du système immunitaire qui amène les mécanismes de défense de l’organisme contre les envahisseurs étrangers (tels les bactéries et les virus) à prendre pour cible les tissus de l’hôte, en l’occurrence la myéline. Aux premiers stades de la maladie, l’attaque déclenchée par ce dysfonctionnement est caractérisée par l’inflammation de la myéline par plaques, le long des fibres nerveuses.
Lorsque cela se produit, la propagation de l’influx nerveux cesse ou s’altère le long des fibres nerveuses (ou axones). La grande diversité des symptômes de la SP pourrait s’expliquer par le fait que la détérioration qui s’ensuit peut survenir dans n’importe quelle région du système nerveux central. Les parties de la myéline atteintes sont souvent appelées « lésions » ou « plaques ». Dans sa forme la plus courante, la SP se caractérise par des poussées clairement définies, suivies de rémissions complètes ou partielles. Au fil du temps, toutefois, la capacité de l’organisme à réparer la myéline peut diminuer, et la formation de tissu cicatriciel peut entraîner l’accroissement du nombre de lésions permanentes. Au moment du diagnostic, on ne peut prévoir la gravité de la SP, son évolution ni les symptômes qui en découleront.