老年性癡呆患者的腦標本，肉眼觀察變異很大，可呈彌漫性或局限性、對稱性或非對稱性、明顯或不明顯的大腦萎縮。
老年性癡呆的組織病理學特征為老年斑(SP)和神經(jīng)元纖維纏結(jié)(NFTs)，顆粒空泡變性(GD)、平野小體(HB)和神經(jīng)元減少分別可出現(xiàn)在正常老年人和其他變性疾病患者的腦組織中，但其數(shù)量要少得多。SP又稱軸索斑，是神經(jīng)細胞外的斑塊狀沉積。可以通過鍍銀或免疫組化反應(yīng)顯示，其核心含有 β-淀粉樣蛋白，并圍繞變性的軸索、樹突突起、類淀粉纖維和膠質(zhì)細胞及其突起，銀染可將其分為原始型、經(jīng)典型和燃盡型三種類型。NFTs為第二個組織病理學特征，是含有過磷酸化tau蛋白和泛素的細胞內(nèi)沉積物，是異常細胞骨架組成的神經(jīng)元內(nèi)結(jié)構(gòu)，是微管相關(guān)糖蛋白的主要成分。HE染色組織切片可見到 NFTs，銀染或剛果紅染色在偏振光下觀察，也可顯示NFTs。正常老年人顳葉和其他神經(jīng)系統(tǒng)變性病也可見NFTs，但沒有癡呆患者分布廣泛。