thumb|200px|left|Mikrofotografia zmian demielinizacyjnych w stwardnieniu rozsianym. Immunohistochemia – barwienie na obecność antygenu CD68 pokazuje liczne makrofagi (brązowe); powiększenie 10x
W obrazie makroskopowym (widocznym gołym okiem): świeże zmiany – ogniska obniżonej konsystencji, z szaro-różowym zabarwieniem stare zmiany – ogniska o większej spoistości, w dotyku twardsze, o barwie szaro-brązowej.
Przykładowe procesy patologiczne prowadzące do demielinizacji w ośrodkowym układzie nerwowym: stwardnienie rozsiane, mielinoliza centralna mostu, choroba Marchiafavy-Bignamiego.
Obwodowy układ nerwowy Demielinizacja odcinkowa oznacza rozpad osłonki mielinowej w obrębie części lub całego międzywęźla z zaoszczędzeniem samego aksonu. Proces ten prowadzi wtórnie do pobudzenia komórek Schwanna – ich proliferacji i wzrostu syntezy składników mieliny.
Gdy proces uszkadzający jest jednorazowy niemal zawsze dochodzi do naprawy i całkowitej remielinizacji. W stanach przewlekłych może dochodzić do na przemian zachodzących procesów demielinizacji i następczej remielinizacji – powstawać mogą tzw. twory cebulowate. Struktury cebulowate (ang.