子宮腺肌癥在病理顯微鏡下的特征是子宮肌層出現了子宮內膜腺體和間質，通常在子宮后壁會更加廣泛和明顯。這時子宮后壁增厚，臨床上通過陰道超聲或核磁確定。異位在子宮肌層的腺體和間質也會受到月經周期的影響，臨床上會表現異常出血和痛經。如果是病變位于子宮的深肌層，患者癥狀會更加嚴重，在子宮的大體標本上，往往是選取含有血腔小囊腔區域取材。如果是存在腺肌瘤，腺體周圍會有平滑肌的明顯增生，這時可見子宮肌層的瘤結節。 在病理診斷上，腺肌瘤和腺肌癥的區別在于腺肌瘤有較多增生的平滑肌組織。子宮內膜腺體周圍有典型的子宮內膜間質細胞，是子宮內膜腺肌癥最典型的表現。有時往往病變并不典型，這時要尋找腺體存在過的證據，比如新鮮出血或陳舊性出血，可以幫助明確診斷。