Kartoffelkrebs befällt Knollen, Stolonen, seltener Stängel und Blätter. Wurzeln werden nicht befallen. Das typischste Anzeichen der Krankheit ist die Bildung von Wucherungen auf Pflanzenorganen.
Auf Knollen breitet sich der Kartoffelkrebs in der frühen Infektionsphase über die gesamte Oberfläche aus, später treten die krebsartigen Wucherungen vorwiegend um die Augen herum auf. Vor der Bildung typischer Wucherungen äußert sich die Krankheit in einer leichten Schwellung und Verfärbung der befallenen Stellen, was bei Knollen mit gefärbter Schale gut sichtbar ist und bei heller Schale etwas schwächer. An den Stängeln erscheinen die Wucherungen vorwiegend in der Nähe des Wurzelhalses, an den Blättern — in den Achseln, seltener — auf den Spreiten.
Manchmal wird aufgrund einer einseitigen Infektion der Sprossachse eine Krümmung des Stängels beobachtet. Die Wucherungen bestehen aus vergrößertem Gewebe, dessen Zellen den Krankheitserreger und große Stärkereserven enthalten. Zunächst sind die Wucherungen hell, später werden sie braun, manchmal schwarz. Ihre Oberfläche ist hügelig und erinnert äußerlich an Blumenkohlröschen. Die Größe der Wucherungen kann variieren — von kleinen Erbsen bis zu Größen, die über die der Kartoffel hinausgehen.
Auf den Wucherungen bildet sich kein Korkgewebe, daher werden sie unter dem Einfluss von Bodenfeuchtigkeit und der Aktivität verschiedener saprophytischer Mikroorganismen schnell zerstört. Es werden drei Formen des Kartoffelkrebses beschrieben: die blattartige, die schorfähnliche und die gewellte. Sie entstehen unter dem Einfluss ungünstiger klimatischer Bedingungen. Blattartige Wucherungen entstehen durch das Wuchern von Schuppen in Form von fleischigen, verformten Blättchen mit kaum sichtbarer Aderung.
Bei starker Entwicklung ähneln solche Wucherungen geöffneten Tannenzapfen. Die schorfähnliche Befallsform zeigt sich an Knollen in Form von Geschwüren oder Krusten aus hypertrophem Gewebe. Kranke Knollen weisen eine eigenartige Fältelung mit Wülsten und Vertiefungen auf.
Der Erreger des Kartoffelkrebses ist der Pilz Synchytrium endobioticum Pers, aus der Ordnung Chytridlomycetes. Die Biologie des Erregers ist recht komplex. In der Regel werden im Herbst im Gewebe der Wucherungen „ruhende“ Sporen — Winter-Zoosporangien mit einer dreischichtigen Hülle — gefunden. Sie haben eine ovale oder runde Form, eine goldene oder gelbbraune Farbe. Nach der Überwinterung bilden sich darin Zoosporen mit einer einzelnen Geißel, mit der sie sich aktiv fortbewegen. Die Zoosporen dringen in das Blattgewebe der Pflanzen (Augen, Knospen) ein und bilden vegetative Körper — Prosori.
Der vollständige Entwicklungszyklus des Pilzes dauert im Durchschnitt 10-12 Tage. Während der Vegetationsperiode kann der Pilz mehrere Generationen hervorbringen. Parallel zur sommerlichen Entwicklung des Pilzes werden im Pflanzengewebe Wintersporen angelegt, die aus der vorherigen Verschmelzung zweier Zoosporen entstanden sind.
Wintersporen (Zysten) keimen erst nach einer Ruhephase von mindestens 70 Tagen. Einige ruhende Sporen können nach 10-13 Jahren oder mehr keimen, was den Schutz von Kartoffeln vor Krebs besonders erschwert. Wintersporen sind gegenüber Umweltfaktoren sehr widerstandsfähig. Ein erheblicher Teil von ihnen kann über mehrere Jahre in lufttrockenem Zustand gelagert werden.
Die Entwicklung ruhender Sporen hängt von Feuchtigkeitsbedingungen, Temperatur und Sauerstoffverfügbarkeit ab. Einige können bei einer Bodenfeuchtigkeit von 30 bis 95 % keimen. Die optimale Feuchtigkeit liegt bei 60-80 %. Die Keimungstemperatur kann zwischen 5 und 24 °C liegen (optimal 15-18 °C). Besonders empfindlich reagiert der Pilz auf Sauerstoff. Bei geringem Sauerstoffzugang können Wintersporen nicht keimen, verlieren aber ihre Lebensfähigkeit nicht, da sie sich in einem Zustand der Anabiose befinden. Dadurch lässt sich ihre lange Lagerung in 60-70 cm Tiefe erklären, wo es an Sauerstoff mangelt und die Bodenfeuchtigkeit reduziert ist.
Der Parasit stellt keine hohen Ansprüche an die Bodenazidität. Seine Entwicklung wird bei pH 3,9 bis 8,5 beobachtet. Das Eindringen des Pilzes in die Pflanze führt zu Wucherung und verstärkter Zellteilung, was die Bildung von Auswüchsen erklärt, deren Größe vom Grad der Anfälligkeit der Pflanzen für die Krankheit abhängt. Bei anfälligen Kartoffelkrebs-Sorten sind sie größer, bei resistenten kleiner.