心肌缺血后不久电镜下表现为心肌纤维肌浆水肿，轻度的线粒体肿胀和糖原的减少，是可逆性的损伤。心肌缺血后心肌纤维发生不可逆性的损伤，表现为线粒体明显的肿胀一般基本上是无肉眼可以看见的变化，染色时因为氧化酶的缺乏呈无色，而未染色心肌呈蓝色。光镜下心肌纤维出现凝固性坏死的变化，水肿伴有出血，是中性粒细胞开始进入染色质凝集在核膜上造成苍白色。
光镜下心肌纤维变长或者是呈波浪状或晶状的凝集，梗死的心肌肌浆明显红染，梗死灶常伴有污点的苍白色，有时充血明显。光镜下整个心肌纤维坏死和消失，横纹消失，肌浆变成不规则粗颗粒状，或者肌纤维成条索状。梗死区炎症反应明显，是中性粒细胞浸润达到高峰。
三到七天时，梗死灶变软呈淡黄或者是黄褐色，梗死灶外灶出现了出血或者出血带。光镜下心肌纤维肿胀变泡状、空泡状，或者是纤维内出现颗粒及一些不规则的横带。一般梗死区开始机化划，间质的水肿常见于出血，十天后梗死灶区出现凹陷，呈黄色或者是红褐色。软化明显并可见血管化的边缘周围出血带更明显，光镜下吞噬细胞吞噬作用明显，在梗死灶边缘可见有显著的肉芽组织。几周到几个月后胶原蛋白进行沉积，在梗死灶那肉芽组织增生并机化形成的地图形的白色的疤痕。
