白癜风的组织病理表现是基底层黑素细胞减少或消失，表皮黑素颗粒缺乏，多巴染色阴性；真皮浅层可见不同程度的单核细胞浸润，而白斑边缘部表皮基底层及基底层上角质形成细胞内可有变性及基底层灶状液化变性，界面消失，真皮乳头可出现水肿和小水疱，真皮浅层单核细胞浸润，白斑边缘部朗格汉斯细胞密度增高，并有胞突减少或消失等形态学改变。免疫病理方面的资料较少，仅个别学者用直接免疫荧光法发现部分患者基底膜带lgG或C3沉积以及角质形成细胞内有IgG 或C3沉积。

电镜观察可发现：①黑素细胞：白斑处缺乏，白斑边缘部黑素细胞胞浆中出现空泡，核固缩，粗面内质网高度扩张甚至破裂，附膜核糖体可部分脱落，扩张池中含絮状物，线粒体萎缩或肿胀，黑素小体明显减少，Ⅲ、Ⅳ级更少，可有黑素小体聚集。内部呈细颗粉状，而且黑素沉积不均匀，溶酶体内可见残留黑素颗粒。②角质形成细胞：白斑处细胞可有粗面内质网轻度扩张，线粒体结构不清，细胞内水肿；白斑边缘处细胞排列紊乱，细胞内外水肿，张力微丝紊乱，桥粒断裂、减少甚至消失。③朗格汉斯细胞：白斑处细胞有明显退化改变，核切迹加深，细胞核巨大，核周隙不均匀扩大，粗面内质网增多、扩张，线粒体肿胀，胞内空泡增多，特征性Birbeck颗粒显著减少，胞体变圆，胞突大多消失，白斑边缘部细胞变化较轻。