由於內膜在子宮肌層中的生長方式不同，其病理形態也有所不同，一般將子宮腺肌病分為瀰漫性與侷限性兩種類型。
(1)瀰漫型：子宮內病灶多為瀰漫性，內膜在子宮肌層內呈瀰漫性浸潤生長，並刺激周圍的平滑肌與纖維結締組織增生，子宮呈均勻性增大，最大可達正常子宮的2倍，多不超過3個月妊娠大小，質地較硬;過大的子宮往往合併有子宮肌瘤，少數患此病的子宮可正常大小或小於正常，多見於絕經後的患者，剖開子宮壁可見肌壁明顯增厚而硬，一般以後壁更明顯，剖面見明顯的旋渦狀結構，其間夾雜有粗厚的肌纖維帶和太小不等的囊腔或裂隙，一般直徑多在5mm以內，腔中常有暗紅色或紫褐色陳舊積血。近子宮黏膜面的囊腔，有的可與宮腔相近。偶見囊腔擴大並向子宮漿膜面突出，肌層變薄，甚至發生破裂。
(2)侷限型：異位的子宮內膜侷限於肌層形成團塊樣浸潤生長，稱子宮腺肌瘤。子宮腺肌瘤局部纖維肌束增生，形成結節，子宮表面常呈不規則突起。其剖面見肌壁內有單個或數個肌瘤樣結節，但無包膜，不能將其從肌層中剝出。結節內可見褐色或紫藍色陳舊出血點或小囊腔。有的結節向宮腔突出，頗似子宮黏膜下肌瘤。偶爾子宮內膜可在肌瘤內生長，由於肌瘤有假包膜，故可將其剝出。
