Obejmują one wszystkie rodzaje zmian naczyniowych charakterystycznych dla mikroangiopatii cukrzycowej. W okresie wczesnym (retinopathia simplex, backgiound letinopathy) następuje zwiększenie przepływu naczyniowego w siatkówce, pojawia się rozszerzenie żył, nierównomierne rozszerzenie włośniczek, zanik komórek ściennych (perycytów) i mikrotętniaki. Te ostatnie są zwykłe umiejscowione w części włośniczki pozbawionej komórek i początkowo są cienkie, utworzone z błony podstawnej, później wypełniają się masami szklistymi i zakrzepami. Nierzadko błona podstawna ulega rozszczepieniu i pomiędzy jej dwie warstwy dostaje się krew. Często dochodzi do krwawień z tych tętniaków,- początkowo są to drobne wybroczyny, które później nabierają charakteru bardziej rozległych wylewów krwawych. W dalszym okresie choroby rozwija się także obrzęk okołonaczyniowy siatkówki, która wskutek tego staje się nierównomiernie pogrubiała, mętna. W jej obrębie tworzą się żółtawe lub woskowe ogniska zwyrodnieniowe, obejmujące warstwy splotowe i warstwę komórek zwojowych, w których dochodzi do gromadzenia się substancji lipidowych, włóknika i innych białek (twarde wysięki). Są one następstwem albo rozpadu neurocytów i ich wypustek zawierających duże ilości lipidów, albo przesiąkania przez zmienioną błonę podstawną włośniczek substancji lipidowych i białek krwi. Innym rodzajem zmian są białe, puszyste, okrągłe lub owalne ogniska śródsiatkówkowe (ogniska waty, miękkie wysięki). Występują one rzadziej i nie są swoiste dla retinopatii cukrzycowej, stwierdza się je bowiem także w nadciśnieniu tętniczym, w zakrzepach żył siatkówki i w kolagenozach. W ostatniej fazie retinopatii cukrzycowej (retinopathia prolilerativa) dochodzi do nowotworzenia naczyń włosowatych w obszarze przed siatkówką i do ich wrastania od obwodu i od strony tarczy nerwu wzrokowego do ciała szklistego i do siatkówki, do dalszego zwyrodnienia i zaniku elementów nerwowych i rozrostu na ich miejsce gleju oraz do rozległych wylewów do siatkówki i ciała szklistego. Wskutek kurczenia się pasm tkanki łącznej może wystąpić odwarstwienie siatkówki. W tym okresie zaburzenie widzenia jest znaczne.