Хвороба характеризується втратою нейронів та синаптичних зв'язків у корі головного мозку та певних субкортикальних областях. Загибель клітин призводить до вираженої атрофії уражених ділянок, у тому числі до дегенерації скроневих та тім'яних часток, ділянок фронтальної кори та поясної звивини.
Клітини головного мозку в гіпокампі, ділянці мозку, які відповідають за запам'ятовування, часто першими уражаються при хворобі Альцгеймера Тому втрата пам'яті, особливо труднощі із запам'ятовуванням недавно завченої інформації, зазвичай є першою ознакою хвороби.
Захворювання викликає пошкодження нейронів та відмирання клітин кори головного мозку, відповідальних за пам'ять та формування емоцій.
Хвороба Альцгеймера викликає в головному мозку розвиток наступних патологій: Відкладення бета-амілоїду: Накопичення бета-амілоїду (патологічного нерозчинного білка), який накопичується, оскільки клітини не в змозі його переробити та видалити