光镜下，可见弥漫性系膜细胞增多，每个系膜区4～5个，重者可超过5个；内皮细胞也可有增生，常较轻；增生的细胞中可能还有浸润的单核细胞；系膜基质增多；虽然有时可有节段性加重，但通常是弥漫均一的表现；肾小球毛细血管壁完好，无血管丛坏死现象；通常不伴有粘连和硬化改变，约半数病人肾小球内可见嗜伊红沉积物，仅限于系膜区，偶然在肾小球囊基膜和小动脉壁有类似嗜伊红沉积物和"透明样变"改变，系膜细胞和基质不插入外周毛细血管壁中，在免疫荧光检查时的发现颇为多样性，以IgA为主的，则为IgA肾病，不在本节讨论。
常见的表现为以IgG或IgM为主呈颗粒状弥漫性分布，可伴系膜区C3沉积，亦可伴少量IgM或IgG和IgA不同程度的沉积，这种以IgM沉积为主的发病机制和临床意义都还不清楚，另有一些系膜增生性肾炎可无免疫球蛋白和补体沉积，这是否可划归伴明显系膜增生的微小病变肾病，也有争议，偶尔可仅有C3沉积而无免疫球蛋白沉积，电镜检查中较典型的是系膜区有细颗粒状或均一性的电子致密沉积物，有人认为伴大颗粒状电子致密物沉积时应除外IgA肾病和系统性疾病肾损害，此外，上皮细胞可有足突肿胀和消失，基膜也可有轻微改变。
