Чума является типичным зоонозом. Заражение человека происходит при нападении на него блох, паразитирующих на больных животных. В дальнейшем, в случае осложнения чумной пневмонией, болезнь может передаваться от человека к человеку воздушно-капельным путем. Включение человека в эпидемическую цепь является случайным, возникающие среди людей вспышки всегда имеют своим источником чумные эпизоотии.
К P. pestis восприимчив широкий круг млекопитающих, однако далеко не все из них играют существенную роль в поддержании и распространении чумной инфекции. Эпизоотологическая значимость того или иного вида определяется восприимчивостью к возбудителю, особенностями жизнедеятельности, плотностью и численностью популяций и др.
Несмотря на то, что в естественных условиях наблюдается инфицирование некоторых домашних и диких копытных животных, как и случаи заражения от них людей (в частности, от верблюдов), какой-либо роли в поддержании эпизоотии они не играют. Более чувствительны к чуме некоторые насекомоядные и хищные животные (землеройки, ежи, лисицы, кошки и др.). Однако и они не имеют самостоятельного значения в поддержании эпизоотии.
Существование природных очагов чумы связано с грызунами, высокая восприимчивость которых, сочетающаяся с большой их численностью и высокой плотностью популяций, обеспечивает постоянную циркуляцию возбудителя в стаде животных.
Роль синантропных крыс и мышей и паразитирующих на них блох в возникновении чумы среди людей была установлена в конце 19 века.
Длительное время господствовало мнение, что резервуаром инфекции являются синантропные крысы. Д. К. Заболотный высказал мысль о том, что чума может быть эндемичной в районах, где крысы отсутствуют. Доказав природную очаговость (см.) чумы, Д. К. Заболотный положил начало развитию эпизоотологии этой инфекции. В настоящее время общепризнано, что заболевания синантропных грызунов и связанные с ними заражения людей являются результатом заноса инфекции из природных очагов.
Грызуны как носители чумы подразделяются на основных и второстепенных (Б. К. Фенюк). Участие в эпизоотическом процессе первых обеспечивает существование природных очагов. Вторые вовлекаются в уже текущую на основных носителях эпизоотию, но и они могут иметь важное, хотя и временное, эпидемиологическое значение.
Основные носители характеризуются высокой и стабильной численностью, широким и непрерывным расселением на больших пространствах; норы их глубоки, что обеспечивает постоянство температуры и влажности воздуха — факторов, благоприятствующих развитию переносчиков — блох.
Для второстепенных временных носителей свойственны меняющаяся численность популяции, очаговость расселения, небольшая глубина нор (Ю. М. Ралль).
К числу основных носителей чумы на территории СССР относятся: малый суслик, серый, длиннохвостый и сибирский сурки, полуденная и большая песчанка. Второстепенными носителями являются обыкновенная «домовая» мышь, обыкновенная полевка и др.