（1）心臟：因血壓持續升高，外周阻力增大，心肌負荷增加，左心室代償性肥大。心臟重量增加，可達400g以上。肉眼觀左心室壁增厚，可達1.5cm～2.0cm (正常1.0cm以內)。乳頭肌和肉柱增粗，心腔不擴張，相對縮小，稱為向心性肥大（concentric hypertrophy）。光鏡下心肌細胞變粗、變長，伴有較多分支。心肌細胞核肥大，圓形或橢圓形，核深染。晚期當左心室代償失調，心肌收縮力降低，逐漸出現心腔擴張，稱為離心性肥大（eccentric hypertrophy），嚴重時可發生心力衰竭。
心臟發生的上述病變，稱為高血壓性心臟病（hypertensive heart disease）。病人可有心悸，心電圖顯示有左心室肥大和心肌勞損，嚴重者有心力衰竭的癥狀和體征。
（2）腎臟：高血壓時，由于入球小動脈的玻璃樣變性和肌型小動脈的硬化，管壁增厚，管腔狹窄，致病變區的腎小球缺血發生纖維化和玻璃樣變性，相應的腎小管因缺血而萎縮、消失，出現間質纖維組織和淋巴細胞浸潤。病變相對較輕的腎小球代償性肥大，相應的腎小管代償性擴張。肉眼觀雙側腎臟對稱性縮小，質地變硬，腎表面凸凹不平，呈細顆粒狀，單側腎可小于100g(正常成人約為150g)，切面腎皮質變薄（達0.2cm，正常厚0.3cm～0.6cm）。皮髓質界限模糊，腎盂和腎周圍脂肪組織增多。嚴重時可發生腎功能衰竭。腎臟以上的病變特點稱為原發性顆粒性固縮腎（primary granular atrophy of the kidney）。
（3）腦： 由于腦細小動脈硬化造成局部組織缺血，毛細血管通透性增加，腦可發生一系列病變。主要有以下三種：①高血壓腦病（hypertensive encephalopathy）: 由于腦小動脈硬化和痙攣，局部組織缺血，毛細血管通透性增加，發生腦水腫。臨床表現，頭痛、頭暈、眼花、嘔吐、視力障礙等，有時血壓急劇升高，患者可出現劇烈頭痛、意識障礙、抽搐等癥狀，稱為高血壓危象（hypertensive crisis）。此種危象見于高血壓的各個時期；②腦軟化（softening of brain）: 由于腦的細小動脈硬化和痙攣，供血區腦組織缺血而發生多數小壞死灶，即微梗死灶（microinfarct）。光鏡下梗死灶組織液化壞死，形成質地疏松的篩網狀病灶，后期壞死組織被吸收，由膠質纖維增生來修復；③腦出血（cerebral hemorrhage）: 是高血壓最嚴重的并發癥，亦是致命性的并發癥。腦出血常發生于基底節、內囊，其次為大腦白質、橋腦和小腦。多見于基底節區域（尤以豆狀核區最多見），
是因為供應該區域的豆紋動脈從大腦中動脈呈直角分支，直接受到大腦中動脈的壓力較高的血流沖擊和牽引，致豆紋動脈破裂出血。出血常為大片狀的，其區域腦組織完全破壞，形成充滿血液和壞死腦組織的囊性病灶。當出血范圍擴大時，可破入側腦室。腦出血的原因是由于腦血管的細、小動脈硬化使血管壁變脆，當血壓突然升高時引起破裂性出血，亦可由于血管壁彈性下降，局部膨出形成小動脈瘤和微小動脈瘤，當血壓突然升高時，致小動脈瘤和微小動脈瘤破裂出血。臨床表現：腦出血常因出血部位的不同、出血量大小不同而臨床癥狀不同。內囊出血可引起對側肢體偏癱而感覺消失；出血破入側腦室時，患者發生昏迷，甚至死亡；左側腦出血常引起失語；橋腦出血可引起同側面神經及對側上下肢癱瘓；腦出血可因血腫占位及腦水腫，引起顱內高壓，并發腦疝形成。
（4）視網膜：視網膜中央動脈發生細動脈硬化。眼底檢查可見血管迂曲，反光增強，動靜脈交叉處出現壓痕。嚴重者視乳頭水腫，視網膜出血，視力減退。