細胞因子又稱炎癥風暴，是指機體免疫系統過度激活時，液中多種細胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6、IL-12、IFN-α、IFN-β、IFN-γ、MCP-1和IL-8等迅速大量產生的現象，是引起急性呼吸窘迫綜合癥和多器官衰竭的重要原因。一旦發生細胞因子風暴可迅速引起單器官或多器官功能衰竭，較終威脅生命。
免疫細胞通過細胞因子彼此溝通，細胞因子是細胞釋放到血液中的小分子，可以令免疫細胞沖到感染部位、吞噬遭到損傷的細胞，甚至穿透血管壁。細胞因子還可以引發炎癥，令被破壞的機體腫脹、發熱以及疼痛。細胞因子主要包括干擾素(IFN)、白細胞介素(IL)、趨化因子(chemokines)、集落刺激因子(CSFs)、腫瘤壞死因子(TNF)，這些細胞因子由某些免疫細胞分泌，它們的作用有些是促進炎癥的，有些抑制炎癥的。促炎因子的作用是激活和招募其它免疫細胞，而后者分泌更多細胞因子，激活和招募更多的免疫細胞，如此形成了一個正反饋循環，當免疫系統因感染、藥物、自身免疫性疾病等因素過度激活時，可能會分泌大量促炎因子導致正反饋循環會突破某個閾值而無限放大，較終形成細胞因子風暴(cytokine storm)。
免疫系統的日常工作是清除感染，但是如果免疫系統被激活到極限程度或者失去控制，它就會傷害宿主，較差的免疫攻擊就是細胞因子風暴。細胞因子風暴是一種求助信號，目的是讓免疫系統霎時間火力全開。這較后攻擊能夠損傷病毒，但也會留下一大堆連帶傷害。血管承受了其中較主要的攻勢。細胞因子風暴令血管壁變得更容易穿透。因此動脈、靜脈和毛細血管都開始滲出血液和血漿。細胞因子風暴還會引發一氧化氮的大量釋放。這種物質會進一步稀釋血液并破壞血管。所有這些因素綜合起來，把血壓降到了危險的水平，所以患者不是死于失血，而是死于某種類似嚴重感染性休克的問題。
