肉眼观察脑萎缩明显，脑回窄，脑沟宽，病变以额叶、顶叶及颞叶最明显，侧脑室及第三脑室扩张，继发性脑积水。小脑及脊髓结构正常。
镜下本病主要组织学病变为：（1）老年斑为细胞外结构，直径为20~150μm，多见于内嗅区皮质，海马CA-1区，其次为额叶和颞叶皮质。其中心为淀粉样蛋白，周围由银染色阳性的神经细胞突起围绕。其数目与痴呆成正比；（2）神经原纤维缠绕神经原纤维增粗，扭曲形成缠结，HE染色中较模糊，呈淡蓝色，而银染色最为清楚。电镜下证实为双螺旋缠绕的细丝构成，在海马，杏仁核，颞叶内侧的皮质锥体细胞多见。此变化是神经原趋向死亡的标志；（3）颗粒空泡变性神经细胞浆中出现小空泡，内含嗜酸颗粒，多见于海马区的锥形细胞；（4）Hirano小体为神经细胞树突近端棒形嗜酸性包含体，生化分析证实为肌动蛋白，多见于海马锥体细胞。
