病理上, 在視網膜中央動脈阻塞2~3h後, 內層視網膜細胞膜破壞。 血管內皮和壁間周細胞變性。 壞死組織被吞噬細胞吸收並清除。 神經纖維、節細胞和內核層被神經膠質代替。 數周後, 視網膜混濁吸收, 動脈細並有白鞘。 有的動脈細如白線。 黃斑區色素紊亂。 視訊光碟顏色蒼白。 兩月以後, 如虹膜上長新生血管, 則有可能發生血管性青光眼。 但其發生率遠比視網膜靜脈阻塞後為少見。
血栓形成、栓塞或痙攣是視網膜動脈阻塞的原因。 視網膜動脈粥樣硬化和高血壓動脈硬化時, 管壁內面粗糙, 管腔逐漸呈不規則狹窄,