脈絡膜血管比視網膜血管更易受損。當血壓急劇升高時，脈絡膜自律神經系統調節受損，脈絡膜小動脈和毛細血管失去調節能力。脈絡膜毛細血管本身即有許多微孔，血壓快速升高時更增加了它的滲透性，漿液性液體和纖維蛋白滲出進入脈絡膜基質、視網膜色素上皮下及視網膜下。脈絡膜小動脈壁纖維蛋白樣壞死，毛細血管閉塞，管腔內有纖維蛋白和血小板，視網膜色素上皮彌漫滲漏（Elschnig斑）。全身和眼底小動脈血管壁細胞腫脹，染色淡，細胞核碎裂，支持纖維腫脹、增殖，特別是彈力纖維。其典型改變為局限性小動脈纖維蛋白樣壞死，影響整個動脈壁，導致血管滲透性增加。
視網膜動脈也呈現纖維蛋白樣壞死，特別是位于視盤周圍的小動脈和前毛細血管小動脈變化明顯。由于血管屏障受損，漿液性滲出致視網膜水腫，有形成分滲出產生出血、滲出。在有棉絮狀斑存在的地區顯示小動脈和毛細血管閉塞所致局部缺血，該處軸漿運輸受阻，神經纖維腫脹，細胞器增殖聚集，晚期軸索斷裂，形成細胞樣體（cystoid body），即臨床所見的棉絮狀斑。