(一)发病原因
本病的发病机制研究已为世人所瞩目，数十年来，相继提出的有血管性，神经性，肌纤维再生错乱和细胞膜缺陷等学说，但大量的研究证据表明细胞膜缺陷在本病发生有重要地位，三分之一新生男婴患儿是由于基因突变所引起。
随着分子生物学研究的深入开展，本病的病因和发病机制有了进一步阐明，已明确本病是一类单基因遗传病，遗传方式多样，不少致病基因已得到定位和克隆，部分基因产物已得到阐明，有的致病基因尚不明，相关基因位点突变可引起其表达产物肌膜结构蛋白的缺陷和异常而致病。
对其不同类型，不同亚型的分子机制也有了新的认识，其中以Duchenne型和Becker型肌营养不良(DMD，BMD)的研究最为深入，DMD为X连锁隐性遗传病，致病基因已定位于X染色体短臂2区1带2～3亚带(Xp21.2～21.3)，其基因的cDNA已经被克隆，全长为14kb，有60～65个外显子，基因表达产物为抗肌萎缩蛋白(dystrophin，Dys)，当基因出现大片段缺失，重复或其他形式变异如点突变时，导致Dys缺如或结构功能异常是DMD致病的根本原因，BMD基因与DMD处于同一区域，互为等位基因，Dys位于肌纤维膜的内层，是一种细胞骨架蛋白，有稳定肌纤维膜的作用，在DMD患者中，由于肌纤维缺乏Dys，肌膜结构的完整性受到破坏，大量富含钙离子的细胞外成分流入肌细胞内，最终导致肌纤维变性，坏死而发病，Emery-Dreifuss肌营养不良的致病基因定位于xq28，其编码蛋白为emerin，近年来发现肢带型肌营养不良(LGMD)的发生与附着于肌纤维膜上的抗肌萎缩蛋白-糖蛋白复合物(dystrophin-glycoprotein complex，DGC)的遗传缺陷有关，DGC在维持肌纤维膜的稳定和防止膜损伤坏死起着十分重要的作用，面肩肱型肌营养不良(FSHD)为成年人最常见的常染体显性遗传肌病，其基因定位存4q35，基因尚未克隆，编码蛋白尚未分离，但已证明FSHD与4号染色体长臂末端3.3kb串联重复序列拷贝数的缺失有关，其他如远端型肌营养不良不同亚型的分子机制也有新的认识。
(二)发病机制
与肌营养不良发病有关的膜结构蛋白是由多种蛋白质组成的一个大复合物，称抗肌萎缩蛋白-糖蛋白复合物(dystrophin-glucoprotein complex，DGC)，包括抗肌萎缩蛋白(dystrophin)，肌营养不良聚糖复合物(由α，β-dystroglycan组成)，肌聚糖复合物(α，β，γ，δ-sarcoglycan)和营养合成蛋白复合物(syntrophin complex)，dystrophin的一端与肌动蛋白相联结，另一端与β-dystroglycan相联结，再通过α-dystroglycan与基底膜上的细胞外基质蛋白α2-Laminin相联结，在结构上起到了连接肌肉细胞内肌动蛋白和细胞外基质的桥梁作用，DGC的各组成分紧密结合，相互关联可维护肌膜的稳定性和完整性，当相应的基因位点发生突变，使DGC某一组份发生缺陷时，如dystrophin或任一型sarcoglycan的缺乏，都会影响整个膜结构的稳定，引起肌膜损伤，进而发生一连串反应并导致肌纤维坏死。
本病早期病理变化仅见肌纤维大小不等，内核增多，病变进展期表现肌纤维结构紊乱，大小悬殊明显，在同一肌束中萎缩纤维，撕裂纤维及肥大纤维呈不规则的混杂分布，光镜下见肌纤维粗细不等，肌纤维变性，坏死，如玻璃样变性，颗粒状变性，絮状变性及吞噬现象等，肌膜核内移，排列成链状，早期可见再生纤维，晚期肌纤维消失殆尽，由脂肪及结缔组织所代替。
以上病变以DMD最重，其他类型变化较轻，此外，心肌也有类似改变，肌肉组化染色显示Ⅰ，Ⅱ两型纤维均有受累，无同型肌群化现象，其中DMD常表现ⅡA纤维缺失，ⅡC纤维明显增加，后者提示再生过程的活跃，这固然是一种对坏死纤维代偿性修复的反应，但再生能力及其速度远不及坏死的发展，故其病情仍呈进行性加重。
电镜下见肌溶灶，肌质膜断裂，缺陷或完全消失，Z线模糊，肌浆网扩张增生有空泡形成，糖原颗粒增多，线粒体变性，间质结缔组织增生，冰冻蚀刻电镜扫描发现肌纤维膜蛋白颗粒数目明显减少，此在红细胞膜内也有类似变化，应用dystrophin单克隆抗体对DMD和BMD患者的肌肉标本进行免疫组化染色可见肌浆膜dystrophin部分或完全缺失。
