Cái Chết Đen được chia làm 3 nhóm: Dịch hạch thể bạch huyết, dịch hạch thể phổi và dịch hạch thể nhiễm trùng huyết (gây tỉ lệ tử vong cao nhất). Vào đầu thế kỷ XX, các nhà khoa học thống nhất rằng Cái Chết Đen có nguyên nhân là sự bùng phát của căn bệnh gây ra bởi vi khuẩn Yersinia pestis và lây lan thông qua loài bọ chét sống trên chuột đen (Rattus rattus). Một khi đã bị nhiễm vi khuẩn, bệnh nhân được ước tính là chỉ có thể sống sót trong vòng 60 - 180 giờ.[4] Tuy nhiên thời gian gần đây quan điểm truyền thống về Cái Chết Đen đã bị nhiều học giả đặt câu hỏi nghi ngờ,[5] một số người dựa vào những ghi chép dịch tễ học trong các tài liệu sử học đương thời đã cho rằng đây thực chất là bệnh sốt xuất huyết.[6][7]

Về nguồn gốc của đại dịch, một số nhà sử học cho rằng Cái Chết Đen bắt nguồn từ Trung Quốc hoặc Trung Á (ví dụ vùng hồ Issyk-Kul)[8] cụ thể là từ phổi loài macmot châu Mỹ rồi truyền tới chuột thông qua bọ chét và cuối cùng tới con người.[9] Trong khoảng cuối thập niên 1320 hoặc thập niên 1330, các thương gia và binh lính đã mang căn bệnh này tới bán đảo Krym ở Đông Nam Âu theo con đường tơ lụa. Một số nhà khoa học lại đưa ra giả thuyết rằng đại dịch bùng nổ ở chính khu vực này. Trong cả 2 trường hợp thì dịch hạch đều đã từ Krym lan đi khắp Bắc Âu, Tây Âu và Bắc Phi trong thập niên 1340.[10][11] Tổng cộng đã có khoảng 75 triệu người chết vì đại dịch,[12] trong đó khoảng 25 - 50 triệu là dân số châu Âu.[13][14] Như vậy Cái Chết Đen là thủ phạm gây ra cái chết của khoảng 30 - 60% dân số châu lục này.[15][16][17] Rất có thể đại dịch này đã làm dân số thế giới tụt từ khoảng 450 triệu xuống còn 350 - 375 triệu người vào năm 1400.[18]

Người ta cho rằng cứ sau vài thế hệ dân số thì dịch hạch lại quay trở lại với mức độ hủy diệt khác nhau cho tới tận thế kỷ XVII.[19] Tổng cộng trong giai đoạn này đã có trên 100 đại dịch dịch hạch quét qua châu Âu,[7] ví dụ đại dịch năm 1603 đã cướp đi 38.000 mạng người chỉ tính riêng ở Luân Đôn, Anh.[20] Các đại dịch đáng chú ý khác có thể kể tới Đại dịch dịch hạch ở Ý (1629-1631), Đại dịch dịch hạch ở Sevilla (1647-1652) hay Đại dịch dịch hạch ở Luân Đôn (1665-1666)[21] và Đại dịch địch hạch ở Viên (1679). Mặc dù vẫn còn nhiều tranh cãi về căn bệnh thực sự gây ra đại dịch nhưng nhìn chung đại dịch dịch hạch dần biến mất khỏi châu Âu vào thế kỷ XIX với các lần đại dịch cuối cùng là Đại dịch dịch hạch ở Marseille (1720-1722),[22] Đại dịch dịch hạch 1738 và Đại dịch dịch hạch ở Nga (1770-1772).

Cái Chết Đen vào thế kỷ XIV đã làm thay đổi về cơ bản cấu trúc xã hội châu Âu, một số giả thuyết cho rằng nó chính là một cú đấm mạnh vào Nhà thờ Công giáo đồng thời gây ra làn sóng khủng bố các nhóm dân thiểu số ở châu Âu như người Do Thái, người nước ngoài, người ăn xin và người bị bệnh phong. Nỗi lo sợ trước căn bệnh chết người có thể đến bất cứ lúc nào đã dẫn tới sự hình thành của trào lưu "sống gấp" trong những người sống sót mà Giovanni Boccaccio đã miêu tả rất thành công với tác phẩm Prencipe Galeotto (1353).[23]