Alzheimerio liga būdinga smegenų žievės ir tam tikrų subkortikalinių regionų neuronų ir sinapsių praradimui. Šis praradimas lemia paveiktų regionų atrofiją, įskaitant žarnyno skerspjūvio ir strypo skerspjūvio, o taip pat priekinės žievės ir cinguliarinės žarnos dalių degeneraciją. Degeneracija taip pat yra smegenų kamieno branduoliuose, pvz., locus coeruleus. Tyrimai, atliekami naudojant MRI ir PET, patvirtino, kad tam tikrų smegenų regionų dydis sumažėjo, kai žmonės serga Alzheimerio liga, kai jie progresuoja nuo lengvo kognityvinio sutrikimo iki Alzheimerio ligos, ir palyginus su panašiais sveikių vyresnio amžiaus žmonių įvaizdžiais.
beta-amiloido peptido ir ląstelių medžiagos nuosėdos neuronų išorėje ir aplink juos