糖尿病視網膜病變血糖升高時會對血管造成損傷,眼部的毛細血管周細胞損害和消失。基底膜增厚,內皮細胞的退行、變性、壞死形成無細胞結構的影子毛細血管。血視網膜屏障破壞導致視網膜水腫、出血和滲出病變,視網膜缺氧并釋放新生血管因子促進微動脈瘤以及新生血管的形成。
新生血管向玻璃體腔突出并破裂出血,新生血管旁伴隨有纖維細胞增生形成纖維條帶,引起網膜牽引收縮而發生視網膜脫離,這些因素都可以導致視網膜血管的病變。常見的有毛細血管微動脈瘤、毛細血管擴張、動靜脈交通、視網膜動脈節段性擴張和狹窄、靜脈迂曲擴張、管徑不均,如串珠狀或臘腸狀的改變。