（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。