Bệnh thường có liên quan đến những nguyên nhân nhiễm khuẩn.[6] Đây là nguyên nhân thường gặp nhất. Nguyên nhân này là do mất cân bằng giữa vi khuẩn có lợi và vi khuẩn có hại trong đường ruột [7] (do vệ sinh ăn uống kém). Các vi khuẩn có hại khi xâm nhập vào đường ruột và nếu chúng mạnh hơn vi khuẩn có lợi chúng sẽ lấn áp các vi khuẩn có lợi và tiết ra độc tố gây nên tiêu chảy. Nhưng nguyên nhân bệnh cũng có thể do tích lũy trong khoang bụng những dịch có áp suất thẩm thấu cao không hấp thụ được, như trong trường hợp thiếu hụt lactose hoặc do những kích thích ở dạ dày ruột, một nguyên nhân nữa là cũng có thể do ruột có cấu tạo hoặc khả năng nhu động không bình thường.

Tiêu chảy thường mắc nhiều nhất là do nhiễm virut Rotavirus, chiếm đến 40% trường hợp tiêu chảy ở trẻ dưới năm tuổi. Tuy nhiên, tiêu chảy ở những khách du lịch phần lớn là do nhiễm khuẩn. Các loại độc chất như ngộ độc do nấm và thuốc cũng có thể gây tiêu chảy cấp.

Tiêu chảy mạn tính có thể là do mắc các bệnh mãn tính ảnh hưởng đến đường ruột. Các nguyên nhân phổ biến gồm có: viêm loét đại tràng, bệnh Crohn, viêm ruột, hội chứng ruột kích thích, không dung nạp axít mật,…

Chứng tiêu chảy nhẹ mãn tính ở trẻ dưới ba tuổi có thể xảy ra mà không có nguyên nhân rõ ràng và không do bệnh nào khác gây ra; tiêu chảy này gọi là tiêu chảy trẻ con.