小柳-原田综合征的病理改变特征是弥漫性的中，小血管炎性改变为主，引起一系列的脑膜、脑实质及脑脊神经根的损害，而血管损害又以弥漫性小血管损害为主。可见软脑膜、蛛网膜、脑实质、脑神经及蛛网膜下隙小血管周围有单核细胞浸润，还可见到局部脑组织水肿 缺血性改变及胶质细胞增生等。
葡萄膜大脑炎很难得到病理检查机会。Samueles及Fuchs（1952）曾有一例报告，组织学改变与交感性眼炎极为相似，其不同处仅为于葡萄膜大脑炎的肉芽组织发育的更加成熟；上皮样细胞不像在交感性眼炎中聚集在一起，而且在形态上也更像成纤维细胞；视网膜出现坏死，在交感性眼炎标本中从未见过。但亦有人认为是完全一致的（谷道之，1961）。
