运动神经元病起病隐袭，常无外感温热之邪，灼肺伤律的过程，大多一旦出现症状，便主要表现为虚损之象。运动神经元病主要是由先天禀赋不足，后天失养，如劳倦过度，饮食不节，久病失治等因素损伤脾胃肝肾，致气血生化乏源或精血亏耗，则筋脉肌肉失之儒养，肌萎肉削，发为本病。
肉眼观察见脊髓改变不显著，有时可见整脊髓变小，前根萎缩；在脊髓的切面上前角灰质部分较正常为小。显微镜下观察见前角细胞呈现严重的变性。细胞染色质溶解，最先开始于核的周围部；神经细胞总数减少，神经原纤维消失，并常用脂色素的粒状沉着。前角各组均等地受到损害。与神经细胞变性同时，伴有神经胶质轻度增生，血管周围间或有单核细胞浸润。
脊髓白质变性以侧索为主，锥体束最为明显。脊髓小脑束也常显示变性。病变程度各节段常不一致，以颈膨大最明显，下胸段和腰骰段次之，最轻是上胸段。延髓各运动核的神经细胞变性与脊髓前角细胞改变相似，尤以舌下神经核。迷走神经背核。疑核和三叉神经运动核为显著。面神经核则受损较少。中脑的动眼神经核和滑车神经核常不受损害。大脑半球病变以中央前回最显著，可见神经细胞和神经纤维变性，神经胶质增生。