La dermatite atopica è caratterizzata da una riduzione dei ceramidi epidermici che determina un indebolimento della funzione di barriera della cute, una maggiore irritabilità e un aumento della perdita d'acqua transepidermica che può aumentare qualora coesista uno stato infiammatorio a carico dell'epidermide. Questo facilita la penetrazione nella cute di allergeni e apteni che si legano ai cheratinociti e alle cellule di Langerhans che a loro volta stimolano una risposta linfocitaria di tipo Th2. L'attivazione linfocitaria determina la secrezione di citochine infiammatorie, in particolare IL-4 e IL-13 in fase acuta e IL-5, GM-CSF, IL-12 e IFN-γ nelle forme croniche. Queste citochine da una parte contribuiscono a mantenere lo stato di attivazione, dall'altra attivano le cellule endoteliali dei capillari, che a loro volta esprimono proteine d'adesione specifiche per granulociti e linfociti. Le cellule di Langerhans legano gli allergeni attraverso recettori per le IgE ad alta e bassa affinità collaborando con linfociti TH2, che a loro volta secernono IL-4, che promuove l'espressione stessa di IgE. IL-4 riduce la produzione di defensine e insieme a IL-13 e IL-22 quella di filaggrina contribuendo a determinare la disfunzione della barriera cutanea e una maggiore suscettibilità alle infezioni batteriche, in particolare da "S. aureus". IL-5 e GM-CSF sono importanti per il mantenimento degli eosinofili e dei macrofagi nell'infiltrato dermico e quindi per la perpetuazione della flogosi, IL-12 e IFN-γ attirano linfociti Th1 che determinano apoptosi dei cheratinociti e spongiosi. Sembra avere un ruolo importante TSLP (thymic stromal lymphopoietin), una citochina simile ad IL-7 che insieme ad IL-31 è in grado di iperattivare i neuroni che mediano il prurito. I linfociti cutanei esprimono la proteina CLA (cutaneous lymphocyte associated antigen), che si lega alla selectina P espressa dalle cellule endoteliali attivate permettendo il reclutamento linfocitario nella cute.