C. difficile producerar minst två toxiner, enterotoxin (toxin A) och ett cytotoxin (toxin B). Båda toxinerna tros ha patogenetisk betydelse och orsakar skador på slemhinnan och inflammation. Toxinerna kodas av generna tcdA och tcdB som återfinns i ett ”pathogenicity locus” kallat PaLoc som har totalt 5 kända gener (tcdA, tcdB, tcdC, tcdE, tcdR). De tre generna som inte kodar för toxin tros koda för regulatorer av generna och dess uttryck. tcdC genen kan ha en mutation som leder till hyperexpression av toxin. Ytterligare ett toxin, binärt toxin (CDT), finns och har påvisats hos C. difficile-stammar isolerade från symtomatiska patienter. Betydelsen av CDT för patogenesen vid C. difficile-diarré är ännu oklar.
De flesta C. difficile producerar både toxin A och toxin B. Enbart toxin B positiva stammar finns, men är mindre vanliga. Enbart toxin A positiva stammar har man hittills aldrig isolerat.
C. difficile-associerad diarré (CDAD) drabbar framför allt äldre och kroniskt sjuka patienter. Under 2000-talet rapporterades från Kanada, USA och Europa en ökande incidens av CDAD med hög smittsamhet, svår sjukdomsbild och hög mortalitet samt hög återfalls frekvens. Ökningen var kopplad till en stam av C difficile (ribotyp 027) med ökad virulens och hög toxinproduktion. Resistensutveckling anses ha spelat stor roll för selektion av den aktuella stammen.