Le analisi delle alterazioni dei tessuti (analisi istopatologiche) eseguite nelle persone malate di Alzheimer dopo la loro morte, rivelano una riduzione delle dimensioni di alcune parti del cervello (atrofia cerebrale), un aumento dell'ampiezza dei solchi che lo percorrono e del volume delle cavità presenti al suo interno, i ventricoli. A livello microscopico e cellulare sono presenti alcune alterazioni istologiche caratteristiche, come gli aggregati filiformi di proteina tau e i grovigli della proteina (o peptide) beta-amiloide (Aβ). Anche se non definivamente accertato, si ritiene che l'accumulo di queste proteine sia la causa principale della perdita di neuroni nella malattia di Alheimer. 