在糖尿病早期，腎臟體積增大，用超聲波或靜脈腎盂造影檢查顯示腎臟體積比正常人大30%%左右，腎小球和腎小管均有不同程度的代償性增大。功能性改變主要為腎小球?yàn)V過(guò)率增高，比正常人高20%%-40%%，腎血漿流量和濾過(guò)分?jǐn)?shù)也大多增加。在糖尿病控制不良時(shí)尿白蛋白排出量增多。大約在患病2-5年后用電鏡觀察可見(jiàn)到腎小球毛細(xì)管基底膜增厚，系膜區(qū)有基底膜基質(zhì)沉積，出現(xiàn)毛細(xì)管襻折疊和融合，毛細(xì)血管阻塞。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明這些早期改變?cè)谔谴x正常后可防止或逆轉(zhuǎn)。在人類已有證據(jù)提示，血糖控制不良是發(fā)生糖尿病腎臟損害和臨床蛋白尿的重要原因。

在晚期，由于腎小球基底膜不斷增厚，出現(xiàn)腎小球透明變，腎小球硬化，一部分殘余有功能的腎小球代償性增大，隨著腎單位的不斷破壞逐漸出現(xiàn)腎功不全。在顯微鏡下觀察到的特征性病理改變?yōu)榻Y(jié)節(jié)性腎小球硬化 （Kimmelstiel-Wilson s yndrome），結(jié)節(jié)呈圓形、橢圓形或錐形，直徑為20-200mμm，內(nèi)含透明物質(zhì)，PAS染色陽(yáng)性。結(jié)節(jié)可累及數(shù)個(gè)腎小球。有時(shí)在某些腎小球可見(jiàn)到多個(gè)結(jié)節(jié)，腎小球塌陷。彌漫性腎小球硬化程度一般較輕，出現(xiàn)較早，較常見(jiàn)，病程超過(guò)10年者，可見(jiàn)于90%%以上患者。病變范圍廣泛，血管系膜以至整個(gè)腎小球基底膜增厚，PAS染色陽(yáng)性。電鏡檢查可發(fā)現(xiàn)血管系膜中有基膜樣物質(zhì)，可以與結(jié)節(jié)性硬化同時(shí)存在，屬非特征性改變，亦可見(jiàn)于其它類型腎病。滲出性腎小球硬化有二種表現(xiàn)，一種為囊內(nèi)小滴，由球蛋白、粘多糖和白蛋白等物質(zhì)積蓄在腎小球毛細(xì)血管外周，形成新月體，同時(shí)也可積蓄在球囊內(nèi)，使囊腔呈紡錘狀，毛細(xì)血管襻陷閉。另一種為纖維蛋白樣帽，發(fā)生在腎小球血管襻的外周，染色呈強(qiáng)嗜伊紅性，呈半月?tīng)罨驁F(tuán)塊狀。