动脉粥样硬化是一种慢性进行性疾病，其病理过程通常可分为以下四个主要阶段：

首先是脂纹期。这是动脉粥样硬化的早期病变，在动脉内膜面，可见黄色帽针头大的斑点或长短不一的条纹，宽约1-2mm，长达1-5cm，平坦或微隆起。光镜下，病灶处内皮细胞下有大量泡沫细胞聚集。泡沫细胞来源于巨噬细胞和平滑肌细胞，当血液中的低密度脂蛋白（LDL）被氧化修饰后，可被巨噬细胞和平滑肌细胞摄取，形成泡沫细胞。脂纹最早可出现于儿童期，是一种可逆性病变，在病因去除后可完全消退。

其次是纤维斑块期。脂纹进一步发展则演变为纤维斑块。肉眼观，内膜面散在不规则形隆起的斑块，初为淡黄或灰黄色，后因斑块表层胶原纤维的增多及玻璃样变而呈瓷白色，状如凝固的蜡烛油。光镜下，病灶表层是由大量胶原纤维、平滑肌细胞、少数弹性纤维及蛋白聚糖形成的纤维帽，胶原纤维可发生玻璃样变。纤维帽下方可见不等量的泡沫细胞、平滑肌细胞、细胞外脂质及炎细胞。

再者是粥样斑块期，也称为粥瘤。这是动脉粥样硬化的典型病变。肉眼观，动脉内膜面见灰黄色斑块，既向内膜表面隆起，又向深部压迫中膜。切面见纤维帽的下方，有多量黄色粥糜样物。光镜下，在玻璃样变性的纤维帽深部，有大量粉红染的无定形物质，实为细胞外脂质及坏死物，其中可见胆固醇结晶（HE切片中为针状空隙）及钙化。底部及周边部可见肉芽组织、少量泡沫细胞和淋巴细胞浸润。粥瘤处中膜因受压而萎缩变薄。

最后是继发性改变期。这是在纤维斑块和粥样斑块的基础上继发的病变，包括斑块内出血，由于斑块边缘或基底部的新生的薄壁血管破裂，血液可进入斑块，使斑块迅速增大；斑块破裂，纤维帽破裂，粥样物自裂口逸入血流，遗留粥瘤样溃疡，排入血流的坏死物和脂质可形成胆固醇栓子，引起栓塞；血栓形成，破裂的斑块所形成的溃疡，由于胶原暴露，可促进血栓形成，加重血管腔阻塞，甚至导致器官