La lésion initiale est composée de dépôts fibrinoplaquettaires qui sont colonisés lors de bactériémies par des micro-organismes qui adhèrent à l'endocarde lésé. Ainsi se forment des végétations infectées et des lésions de destruction valvulaires, ulcérations et perforations. L'essaimage dans la circulation est responsable de manifestations à distance, infectieuses et immunologiques. Dans 40 % des cas, les EI surviennent sur un cœur apparemment sain, et dans 60 % sur valvulopathies préexistantes et sur prothèses valvulaires. Streptocoques (dont des streptocoques d'origine digestive), entérocoques et staphylocoques sont responsables de près de 80 % des EI. Dix à 15 % sont dues à d'autres bactéries ou à des levures. Dans 5 à 10 % des cas aucun agent infectieux n'est identifié.

Leur incidence est de 3/100 000 habitants environ, soit près de 2 000 nouveaux cas par an en France. Maladie de l'adulte (âge moyen 60 ans), sa fréquence augmente chez les sujets âgés (incidence autour de 14/100 000 entre 70 et 80 ans). Dans 90 % des cas, l'EI atteint le cœur gauche, mais on constate une augmentation des EI du cœur droit, qui sont les localisations principales en rapport avec la toxicomanie par voie veineuse.

La mortalité globale de l'EI est de l'ordre de 20 %, pouvant dépasser 50 % dans certaines situations (infection à S. aureus sur prothèse valvulaire).