急性放射性皮炎病变：严重者表皮和真皮可累及皮下组织，表皮中度至明显细胞间水肿，基底细胞核固缩和液化变性，有丝分裂罕见或缺乏，表皮扁平或消失，表皮明显水肿和各种炎性细胞弥漫分布，血管明显扩张，静脉血栓形成和小出血常见。
慢性放射性皮炎表皮：萎缩变薄，表皮突然消失，真皮浅纤维硬化，大，形状特殊，有时多核成纤维细胞，浅血管宽度，血管周围纤维红纤维沉积，深血管内膜增厚，基底细胞液化变性，可见噬黑素细胞。
3、X线红斑组织病理：表明皮肤上部血管扩张伴有一定程度的内皮细胞肿胀和血管渗透性增加，也可出现肥大细胞颗粒和轻微非特异性血管周围细胞浸润，主要是淋巴细胞和多形核细胞，红斑、皮肤、毛发和皮脂腺增殖细胞组丝分裂可抑制，细胞分化、角化和脱落不受辐射影响，导致一定程度的皮肤变薄，辐射后2～三周后，真皮中充满黑素的色基显著增加，但可伴有黑素细胞数量的增加。最后，病变消退，上皮恢复增生，其他异常变化逆转。
