正常的动脉血管壁分三层，最内层是血管内膜，中间是平滑肌细胞最外层是血管外膜。血液中的胆固醇，尤其是低密度脂蛋白胆固醇通过血管内膜进入血管壁内，血液中的单核细胞，通过血管内膜进入血管壁，把低密度脂蛋白胆固醇吞入细胞内来清除血管壁内的低密度脂蛋白胆固醇。单核细胞吞入胆固醇过多以后，就会变成泡沫细胞。胆固醇和泡沫细胞在血管壁内不断聚集，逐渐形成动脉粥样硬化斑块。动脉粥样硬化，不仅可以使血管壁狭窄，或者堵塞，还会使血管失去弹性。

人体的各个脏器都是通过动脉血管来获得氧气和营养物质，动脉硬化可以在全身的任何动脉血管形成。最常受累及的是供应大脑的颈动脉，供应心脏的冠状动脉，供应肾脏的肾动脉，以及供应下肢的动脉。

颈动脉出现粥样硬化以后，引起大脑供血减少，轻的会出现头晕，甚至一过性的意识丧失。严重的颈动脉血管堵塞，会造成大面积脑梗死。动脉硬化以后血管很容易破裂，导致脑出血。

冠状动脉粥样硬化会引起心肌缺血，导致心绞痛。粥样硬化斑块破裂，形成血栓，血管急性闭塞，引起急性的心肌梗死。

肾动脉狭窄会导致高血压，严重的还会导致肾功能障碍。

下肢动脉狭窄或闭塞会导致腿部的缺陷，最典型的就是间歇性破行，运动以后腿部缺血引起的疼痛。