大多数本病患者,体内存在抗乙酰胆碱受体抗体,造成突触后膜烟碱型乙酰胆碱受体数目减少,导致神经肌肉接头传递障碍。在伴有胸腺瘤的患者中,体内存在抗乙酰胆碱受体抗体者较多,大约有3/4以上的患者可在血清中发现该抗体。但在眼肌型重症肌无力的患者中,该抗体的阳性率较低,其阳性率仅在36%~52%之间。报道,大约4/5的患者,临床肌无力的变化与体内抗乙酰胆碱抗体水平波动有关。本病患者体内无抗电压敏感性钙离子通道抗体,藉此有助于从血清学检查上鉴别本病与类重症肌无力综合征。