Il corpo di Lewy è composto dall'alfa-sinucleina associata con altre proteine come l'ubiquitina, la proteina dei neurofilamenti e l'alfa B cristallina. Possono anche essere presenti proteine Tau e i corpi di Lewy possono occasionalmente essere circondati da grovigli neurofibrillari. I corpi di Lewy e i grovigli neurofibrillari (NFT) possono occasionalmente esistere nello stesso neurone, in particolare a livello dell'amigdala.