Παρόλο που η ακριβής αιτιολογία δεν είναι γνωστή, η ΣΚΠ είναι μία νόσος του κεντρικού νευρικού συστήματος του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού. Όπως συμβαίνει και με άλλες αυτοάνοσες παθήσεις, στην ΣΚΠ ο οργανισμός επιτίθεται στον εαυτό του αναγνωρίζοντας λανθασμένα τα φυσιολογικά κύτταρα ως «εισβολείς».
Τα T κύτταρα, βασικά στοιχεία του ανοσοποιητικού συστήματος, επιτίθενται σε φυσιολογικά κύτταρα. Ειδικότερα, στην ΣΚΠ το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού επιτίθενται στη μυελίνη του κεντρικού νευρικού συστήματος. Η μυελίνη περιβάλλει και προστατεύει τις νευρικές ίνες του κεντρικού νευρικού συστήματος οι οποίες ευθύνονται για τη μετάδοση σημάτων σε άλλα μέρη του οργανισμού. Η μυελίνη επιταχύνει την επικοινωνία ανάμεσα στον εγκέφαλο και τα υπόλοιπα μέρη του οργανισμού. Εάν φθαρεί ή καταστραφεί, οι νευρικές ώσεις (νευρικά σήματα) επιβραδύνονται ή δεν μεταδίδονται καθόλου. Το αποτέλεσμα της επίθεσης του ανοσοποιητικού συστήματος και της απώλειας μυελίνης είναι η δημιουργία εστιών ουλώδους ιστού που καλούνται σκλήρωση. Οι περιοχές με κατεστραμμένη μυελίνη καλούνται βλάβες ή φλεγμονώδεις πλάκες. Αυτές οι βλάβες δύνανται , επίσης, να αποκλείσουν ή να επιβραδύνουν τις νευρικές ώσεις, προκαλώντας τα συμπτώματα της ΣΚΠ που μπορούν να είναι διαφόρων τύπων και επιπέδων σοβαρότητας.
Η ΣΚΠ μπορεί να προκαλέσει μια σειρά από προβλήματα, συμπεριλαμβανομένης της διαταραχής του μυϊκού ελέγχου και ισχύος, της όρασης, της ισορροπίας, της αίσθησης και της εγκεφαλικής λειτουργίας (όχι νοητικής). Με την πάροδο του χρόνου και μετά από επαναλαμβανόμενες υποτροπές, η φθορά συσσωρεύεται και ενδεχομένως οδηγεί σε μόνιμες βλάβες και απώλεια νευρολογικής λειτουργίας.