La SM è una malattia estremamente eterogenea anche sul piano neuropatologico: sebbene non siano ancora disponibili dati certi che correlino l'uno o l'altro reperto anatomico o istologico ad un definito processo patologico, è verosimile che la grande diversificazione osservata sia conseguenza di una altrettanto eterogenea patogenesi. La demielinizzazione, a lungo ritenuta la caratteristica essenziale della malattia, diviene quindi parte di un quadro molto più complesso in cui sembrano giocare un ruolo cruciale fenomeni di autoimmunità, di degenerazione oligodendrocitaria e danno neuronale progressivo.  