正常的动脉内膜由内皮细胞覆盖，为血流行进提供光滑的通路。管腔粗细均匀，像树根一样，随着分支逐渐变细。发生动脉粥样硬化的血管，内膜变得粗糙，管腔可能突然变窄，但动脉粥样硬化不仅仅是管腔狭窄的问题，血管的管壁也发生了质的变化。动脉粥样硬化早期叫脂质条纹期，可见到微隆起或不隆起于内膜表面的黄色点状或条带状病变，其主要成分是沉积在细胞内外的脂质。在此期间如果控制饮食，加强运动或配合中西医药物治疗，脂质条纹可能消退。如果病变继续进展，增生的动脉平滑肌细胞和被激活的巨噬细胞吞噬大量脂质，其细胞内部发生脂代谢紊乱，不能很好地代谢所吞噬的脂肪，逐渐演变成动脉粥样硬化斑块内特有的泡沫细胞。同时，纤维组织大量增生，脂质进一步沉积，可形成明显硬化的纤维斑块，即纤维斑块期。纤维斑块的表面覆有由纤维组织形成的纤维帽，深部是粥样物质的堆积。病变进一步发展，动脉粥样硬化斑块可出现溃疡、出血、血栓形成、钙化等。一般认为，病变发展到此期已无法使其逆转。一个人的血管中可以同时存在各不同阶段的斑块。