孤立性直腸潰瘍綜合癥最明顯的是固有層血管閉塞，由纖維化及黏膜肌層增生的肌纖維充填并向腸腔內生長。黏膜下常有異位腺體呈囊性擴張，故本病有時被稱為深部囊性結腸炎。大體類型分潰瘍型、隆起型、混合型，以潰瘍型最為多見，潰瘍多界限清楚，表淺，潰瘍周圍黏膜光整，有彈性，周邊血管紋理清晰。隆起型者黏膜質軟有彈性，邊界清，一般不會造成腸腔狹窄纖維組織和平滑肌增生。綜合文獻，歸納組織學改變為：
1.黏膜表面淺潰瘍或糜爛形成，伴腺體增多、伸長、彎曲、部分排列紊亂。
2.固有膜纖維組織增生，排列紊亂，極向與黏膜表面垂直，并穿插在腺體之間或圍繞腺體。
3.黏膜肌肥大、增生、肌層增寬。平滑肌細胞向固有膜內生長，并圍繞腸
4.黏膜下層纖維組織增生，排列較亂。
5.部分有黏膜層及黏膜下層黏液池形成。
6.間質水腫伴有淋巴細胞、漿細胞浸潤。可伴有腺上皮異型增生。