特发性锥体外系钙化其病理改变主要是双侧锥体外系出现钙化斑，有时小脑齿状核及大脑皮质也受累，斑块多位于血管外膜细胞的胞浆内，少数位于胶质细胞的突触内。脑活检可见量低分化的星形胶质细胞增生，部分甚至出现星形胶质细胞瘤，主要位于早期钙化斑形成区或大的钙化斑周围。组织化学显示斑块主要由糖蛋白、钙盐和铁组成。