急性膀胱炎时，粘膜弥漫性充血、水肿，呈深红色。粘膜下层有多发性点状出血或瘀血，偶见表浅溃疡，表面有时附着脓液或坏死组织，肌层很少受侵犯，病变以膀胱三角区为明显。镜下所见除粘膜水肿外，还有粘膜脱落，毛细血管明显扩张，白细胞浸润可延伸至肌层。
慢性膀胱炎粘膜苍白、粗糙、增厚，表面有时有囊肿，膀胱容量由于粘膜固有层和肌层有广泛纤维组织增生而降低。膀胱周围纤维化是罕见的并发症，镜下可见粘膜固有层和肌层有纤维组织母细胞、小圆形细胞和浆细胞浸润。