中枢神经系统的生化递质异常：胆碱乙酰化转移酶浓度及活性减低，导致乙酰胆碱在神经元突触前的合成下降，特别在海马区和颞叶皮质有选择性下降，和近记忆及瞬间记忆关系密切。
严重时多巴胺、去甲肾上腺素和5-羟色胺等系统也受损害，有轻度遗传倾向，患者直系亲属发生率为一般人群的4倍，淀粉样蛋白在中枢神经系统沉着。
金属铝在脑内积蓄，可导致细胞和代谢障碍为基础的神经细胞蛋白合成受阻，但在病因学上的作用尚未肯定。其他还有病毒学说、免疫紊乱学说及脑损伤学说等。阿尔茨海默病综合征与绝经在神经传导递质中的异常有关系。