Az Alzheimer-kór az agykéregben és bizonyos szubkortikális régiókban az idegsejtek és szinapszisok elvesztésével jellemezhető. Ez a veszteség az érintett régiók nagymértékű atrofiájához vezet, beleértve a temporális lebeny és a parietális lebeny, valamint a frontális lebeny és a cingulatus gyrus részei degenerációját. A degeneráció az agyfélmagmagmagokban is jelen van, mint például a locus coeruleus. Az MRI-t és a PET-t használó tanulmányok dokumentálták az Alzheimer-kórban szenvedő emberek specifikus agyterületeinek méretének csökkenését, ahogy enyhe kognitív károsodástól az Alzheimer-kórig haladtak, és az egészséges idősebb felnőttek hasonló képével összehasonlítva. Az amiloid plakkok és a neurofibrillakok mindkét érzékszerkezetűen láthatóak a mikroszkópiában az Alzheimer-kórában szenvedők agyában. Az Alzheimer-kórás plakkok nem szilárd, többnyire sűrű, beta-amiloid
a béta-amiloid peptid és a sejtanyag lerakódásai a neuronokon kívül és körül