B. burgdorferi is een spirocheet die pathogeen is voor de mens. Naast de B. burgdorferi sensu stricto die vooral in de VS voorkomt, komen in Europa vooral de B. garinii en B. afzelii voor. De bacterie wordt overgedragen tussen de diverse gastheren door teken, in Europa is de teek Ixodes ricinus daarvoor verantwoordelijk. De teek wordt zelf besmet als hij zich voedt op een besmet dier en met het bloed de bacterie binnenkrijgt. Voor overdracht van de teek naar de mens is een verblijfsduur van ten minste 24-48 uur nodig. Afhankelijk van de regio kan het percentage besmette teken oplopen tot wel 50.

Een besmetting met Borrelia verloopt in verschillende stadia. Het eerste stadium is een uitbreidende rode verkleuring van de huid rondom de plek van de tekenbeet, nl. erythema migrans en wordt zichtbaar 1 à 2 weken na een tekenbeet. Indien dit stadium niet wordt behandeld, kan de bacterie zich verder verspreiden in het lichaam. Latere manifestaties van de ziekte zijn voornamelijk carditis (AV)blok), artritis en neuroborreliose.

Naast een duidelijke anamnese is de serologie de meest gebruikte laboratoriumtechniek voor de diagnose van Borrelia-infecties. Serologisch diagnostiek kent echter pitfalls. In een vroeg stadium (EM) is de serologie vaak nog negatief; de diagnose berust in dit stadium op de anamnese en het klinisch beeld. Na een ziekteduur van ten minste 1 maand zijn bij de meeste mensen IgG-antistoffen aantoonbaar; een geïsoleerde IgM-reactiviteit berust waarschijnlijk op een aspecifieke reactie. Na de behandeling zijn de antistoffen gedurende vele jaren aantoonbaar en is serologie bijgevolg onbruikbaar voor het monitoren van therapie. In april 2016 werd er voor de analyse 'Borrelia IgM en IgG antistoffen in bloed' overgeschakeld naar de Liaison XL die werkt mbv een chemiluminescentie immunoassay (CLIA). Een twijfelachtig of positief ELISA resultaat wordt bij voorkeur bevestigd met immunoblots met gedefinieerde antigenen.