(一)肉眼觀察:疾病早期肌組織可無明顯改變, 晚期肌組織萎縮, 體積變小, 色淡, 質地變硬。
(二)光鏡下觀察:肌纖維改變不明顯或有不同程度的變性、壞死、萎縮。 萎縮的形式既可有肌原性(彌漫性)萎縮也可有失神經樣簇性萎縮, 其特徵性的改變是肌纖維間和纖維內有局灶性, 多少不等的淋巴細胞浸潤, 稱淋巴溢, 這也正是自身免疫病的一種反應。
(三)電鏡觀察:神經肌肉接頭處突觸間隙加寬, 突觸後膜皺褶稀少變淺, 終板縮小, 神經末端有芽生現象, 用免疫染色法還可發現突觸膜上有與受體結合的免疫複合物沉積。
(四)胸腺的觀察:重症肌無力患者10%~20%有胸腺瘤發生, 70%伴有胸腺增生, 因而重症肌無力患者胸腺有改變者占90%。 胸腺的病理改變顯示胸腺瘤一般有包膜, 瘤細胞有兩種成分, 一種為上皮樣細胞, 一種為淋巴樣細胞。 如為胸腺增生, 在胸腺可觀察到特殊性生髮中心。