以冠状动脉、脑动脉、肾动脉和下肢动脉受累多见，基本病理变化为动脉粥样硬化、微血管基底膜增厚、糖原沉积、脂肪样变性和透明样变性。在动脉内膜损伤的最早期，血小板及其他物质在损伤处聚集，可见内膜下有1～2mm大小的黄色粒块状突起物，并逐渐融合和增大，形成粥样斑块。斑块内有含有大量脂质的巨噬细胞、胆固醇、TG、LDL-C、磷脂和钙盐的沉积。血管平滑肌细胞和成纤维细胞大量增殖，内膜向管腔面伸出，使管腔变窄。病变严重时，斑块上出现溃疡、出血和血栓形成。血栓呈不规则的半月形，并有程度不等的、层次分明的机化或钙化。管腔狭窄、闭塞。动脉中层不规则增厚，中层及外膜均有纤维化和钙化（下图）。
动脉粥样硬化和动脉中层钙化
注：股动脉内膜钙化呈斑块状（左上图，X线片箭头处，），显微镜下（左下图）见钙盐沉着和结缔组织增生；动脉中层钙化呈条索状（右上图，X线片箭头处），显微镜下（右下图）见不规则的增厚。中层及外膜均有纤维化和钙化。
心肌细胞内含有大量糖原、脂滴和糖蛋白沉积，严重者可有局灶性坏死，心肌间质有灶性纤维化。心肌微血管内皮细胞增生，PAS染色阳性的糖蛋白类物质和玻璃样物质沉积在血管壁内，血管壁增厚。肌原纤维收缩蛋白明显减少，肌浆网横管系统扩张，心肌有收缩带形成、线粒体肿胀以及闰盘黏合膜处细胞间隙增宽等改变。冠状动脉受累病变范围广，多数累及多支血管，病变严重，Ⅲ～Ⅳ级病变多见。可伴发心肌梗死灶。
钙化性小动脉病（calcific arteriolopathy，CAP）是动脉钙化的严重并发症。早期表现为关节周围的髋部或大腿中部皮肤星状紫癜（stellate purpura）、网状青斑（livedo reticularis）、皮肤钙盐沉着与下肢近端硬性溃疡，亦可见于大腿和下腹部，偶见于心、肺、肾、胃黏膜和乳腺。动脉钙化进展为全层血管钙化与闭塞时，出现组织缺血、局部淤血、血管扩张、钙化结节形成、局部溃疡和组织坏死。
