Найбільш характерним є звуження судин спазматично-функціонального характеру. Просвіт судин зменшується; звуження артеріол створює утруднення для кровотоку, через це вся артеріола згинається, утворюючи петлі; рівномірність калібру порушується внаслідок чергування спастичного посилення і розслаблення тонусу судини, утворюються місцеві розширення, і даний відрізок набуває чоткоподібної форми; можуть бути рідкісні прояви локалізованого спазму артеріол, що виражаються в різких перетяжках артеріол та їх фрагментації. Одночасно патологічні явища виявляються у венозних судинах – вони звиваються, розширюються (симптом Гвіста).
У пізніших стадіях гіпертензії та при її злоякісному перебігу розвивається ретинопатія: виявляються численні крупні геморрагії різної форми, розташовані навколо диска зорового нерва або по ходу крупних судин, нерідко утворюються тромби, дистрофічні фокуси, що оточують ділянку жовтої плями, – утворюється фігура зірки. Поряд з твердими плямами в тканині сітківки визначаються рухомі, лабільні дрібні плями, які своїм зовнішнім виглядом нагадують грудочки вати. При важких формах гіпертензії, і особливо в термінальній фазі, відбуваються патологічні зміни диска зорового нерва – нейропатія. Набряк розповсюджується на диск зорового нерва, і являється обумовленим стазом в капілярно-венозній мережі сітківки. Наявність нейроретінопатії свідчить про злоякісний перебіг АГ, при цьому беруть участь в патологічному процесі всі структури – судини сітківки, її тканина, зоровий нерв.