İshal sırasında bağırsaklarda meydana gelen değişiklikler oldukça karmaşık fizyolojik süreçlerin sonucudur. Normalde ince bağırsak ve kalın bağırsak, sindirim sırasında ortaya çıkan sıvıyı emerek vücudun sıvı dengesini korur. Ancak ishal durumunda bu denge birkaç farklı mekanizma ile bozulur.

Birinci mekanizma sekretuar diyare olarak bilinir. Bu durumda bağırsak epitel hücreleri aşırı miktarda sıvı ve elektrolit salgılar.

Özellikle bazı bakteriyel toksinler bağırsak hücrelerinde klor kanallarını aktive ederek suyun bağırsak lümenine geçmesine neden olur.

İkinci mekanizma osmotik diyaredir. Bu durumda bağırsakta emilemeyen maddeler suyu bağırsak içine çeker. Örneğin laktoz intoleransı olan kişilerde laktoz sindirilemediği için bağırsakta birikir ve suyun bağırsak içine çekilmesine neden olur.

Üçüncü mekanizma inflamatuvar diyaredir. Bu durumda bağırsak mukozasında iltihap oluşur ve mukozal bariyer zarar görür. Bunun sonucunda sıvı ve protein kaybı artar.

Son olarak bağırsak motilitesinin artması da ishale katkıda bulunur. Bağırsak hareketleri hızlandığında suyun emilmesi için yeterli zaman kalmaz ve dışkı daha sulu hale gelir.

Bu mekanizmalar tek başına veya birlikte çalışarak ishalin oluşmasına yol açabilir.