Betroffen sind die kleinsten Blutgefäße der Netzhaut, die Kapillaren. Es kommt zu Verschlüssen, einer verstärkten Durchlässigkeit der Blutgefäßwände, Aussackungen der geschwächten Wände und zu einer vermehrten Verklebung von Blutbestandteilen (der Thrombozyten). Durch die Verschlüsse kommt es zu einer verminderten Durchblutung und Sauerstoffversorgung der Netzhaut. Aufgrund der Schäden der Gefäßwände tritt Flüssigkeit in das Gewebe aus und führt zu Schwellungen (Ödemen), Blutungen und Ablagerungen von fetthaltigen Stoffen im Netzhautgewebe. Alle diese Schäden zusammen, nennt man diabetische Retinopathie. Solange diese Veränderungen sich auf die Netzhaut beschränken, spricht man von Nichtproliferativer diabetischer Retinopathie.

Überschreiten die Veränderungen ein bestimmtes Maß, spricht man von einer behandlungsbedürftigen Hochrisikoform oder einer schweren nichtproliferativen diabetischen Retinopathie.

Bei ausgeprägten Sauerstoffmangelerscheinungen in der Netzhaut bilden sich dann jedoch Gefäßwucherungen (Proliferationen) über das Netzhautniveau hinaus, in den Hohlraum des Auges hinein. Aufgrund ihrer minderwertigen Wandbeschaffenheit können sie einreißen und zu Blutungen in den Hohlraum des Auges (Glaskörperraum) führen (Glaskörperblutung). Man spricht dann vom Stadium der proliferativen diabetische Retinopathie. Die Glaskörperblutung geht mit einem plötzlichen starken Sehabfall einher und braucht Monate um sich zurückzuentwickeln. In der weiteren Folge kann es zu Bindegewebs- und Narbensträngen im Auge kommen. Diese ziehen schließlich die Netzhaut von ihrer Unterlage ab. Unbehandelt führt die resultierende Netzhautablösung zur Erblindung.

Neben der Unterscheidung in nichtproliferative und proliferative Form ist es – insbesondere für das Sehen – von besonderer Bedeutung, ob die Makula betroffen ist. Man spricht dann von einer diabetischen Makulopathie, meist in Form einer Flüssigkeitseinlagerung, einem Makulaödem. Hier fällt das Sehvermögen besonders schnell ab. Auftreten kann das Makulödem sowohl im nichtproliferativen, als auch im proliferativen Stadium. Liegt einmal ein Makulabefall vor, sind die Aussichten für den Erhalt des Sehvermögens deutlich eingeschränkt.