病理检查所见大脑皮质萎缩。脑回变平。脑沟增宽。脑室扩大。重量减轻。萎缩于颞。顶前额和海马区最明显。以早期起病者表现更加显著。组织学检查。皮质深层大神经细胞广泛消失或变性。染色质溶解。核仁缩小。树状突减少。星状胶质细胞增生。尚可见特征性的老年斑（senileplaque）和神经原纤维缠结（neurlfibrillarytangles）改变。老年斑是一种嗜银性组织变化斑。呈圆形或不规则。中心由淀粉样蛋白沉积所造成。周围为变性星状胶质细胞。皮质老年斑的数目与临床症状有关。不少研究发现老年斑中有异常轴索及树状突。神经原纤维缠结是由配对状螺旋形神经丝（pairedhelicalfilamentPHF）或神经管（neurotubules）所组成。均属神经组织的淀粉样变性。多见于皮质深层的大神经细胞中。老年斑与神经原纤维缠结的存在并不致。有的老年患者可见较多之老年斑而仅少量神经原纤维缠结。生化检查大部分神经肽类物质如：胆囊收缩素。促甲状腺素释放因子及P物质等均在正常范围内。乙酰胆碱。5-羟色胺及去甲肾上腺素均下降。乙酰胆碱的下降以海马部位最为明显。而生长激素水平有上升。