约1/4的老年性痴呆患者尸检发现，大脑皮质和脑干内神经元胞质有Lewy小体，为直径3-25μm嗜伊红圆形包涵体，致密颗粒杂乱排列构成1-10nm 核心。

电镜显示嗜锇颗粒混有螺旋管或双螺旋丝。Lewy小体分布于脑干黑质、蓝斑、迷走神经背核、Meynert基底核和下丘脑核等单胺神经元，含大量泛素、α-突触核蛋白、补体蛋白、微丝、微管等，但无tau蛋白和类淀粉蛋白。与脑干的经典Lewy小体不同，大脑皮质Lewy小体无明显致密颗粒核心，核心周围纤维排列不规则，称为苍白体，可能是Lewy小体前身。皮质Lewy小体主要分布在大脑边缘系统、杏仁核及旁海马区等。

在所有Lewy小体相关性痴呆，大脑皮质萎缩不明显，可见轻度额叶萎缩，中脑黑质色素细胞丢失，通常无老年斑和神经纤维缠结，但也可不同程度地出现;Alzheimer病路易体型可见明显颞叶中部萎缩，有类淀粉老年斑和神经原纤维缠结;Tau蛋白肯体染色有助于区别两类不同的病理改变。