糖尿病高血糖引起多种生化和生理的改变，造成毛细血管内皮细胞的损伤。视网膜毛细血管的病理改变包括周细胞减少、基底膜增厚、毛细血管管腔减小、毛细血管内皮屏障功能失代偿，血视网膜屏障产生障碍。出现微动脉瘤，出血点，硬性渗出，及软性渗出，静脉呈串珠状的改变，视网膜内微循环异常，以及黄斑水肿。广泛的视网膜缺血会引起视网膜以及视盘产生新生血管，新生血管反复引起视网膜前的出血，甚至玻璃体的积血，出现牵拉性视网膜脱离，引起严重的视力障碍。