在病理學方面,病理學的改變包括腎臟大小的變化很大,可能取決于臨床病程的長短和原有疾病的存在,入球小動脈纖維素蛋白壞死,且蔓延至腎小球,使惡性小動脈性腎硬化的特點,小葉間動脈和小動脈特征性的出現增生性的動脈內膜炎,和膠原的系統心分成而導致的內膜增厚,實際上常使血管腔消失。
這種分層引起的典型洋蔥皮樣的外觀,損害可能與血栓性的血小板,紫癜,溶血性尿毒癥綜合征和硬皮病的損害不能區別,對于輕至中度的高血壓,最初的反應是動脈和小動脈血管收縮以維持相對恒定的組織灌注的正常水平。
隨著高血壓嚴重程度增加,自身調節最終失敗,血壓升高將損傷小動脈和毛細血管壁,腦部缺乏自身調節會導致腦水腫和高血壓腦病的臨床表現。