В основі захворювання лежать аутоімунні порушення, що призводять до змін екстраокулярних м'язів і ретробульбарного клітковини: порушення структури м'язових волокон, дифузної клітинної інфільтрації лімфоцитами і плазматичними клітинами, накопичення мукополісахаридів, набряку м'язів і клітковини, зумовлює збільшення обсягу ретробульбарного тканин, порушення мікро-циркуляції з подальшим розростанням сполучної тканини і розвитком фіброзу. Часто поєднується аутоімунними захворюваннями щитовидної залози.

Симптоми ендокринної офтальмопатії. Хворі скаржаться на сльозотечу, особливо на вітрі, світлобоязнь, відчуття тиску в очах, двоїння (особливо при погляді вгору і вбік), випинання очних яблук. При огляді відзначається виражений екзофтальм, частіше двосторонній. У нормі при екзофтальмометріі виступання очних яблук відповідає 15-18 мм. У хворих вистояніе очних яблук може перевищувати ці показники на 2-8 мм. При набряку захворювання відзначаються виражені набряки повік, кон'юнктиви, ін'єкція судин склер. При переважному залученні в патологічний процес екстраокулярних м'язів на перший план виступають симптоми, обумовлені їх поразкою: симптоми Мебіуса, Грефе, Дальримпля, Штельвага та ін; обмеження рухливості очних яблук аж до їх повної нерухомості.

Очне дно: набряк сітківки, дисків зорових нервів, атрофія зорових нервів. Відзначаються концентричне звуження полів зору, центральні скотоми. Можуть спостерігатися виразки рогівки, її перфорація, приєднання інфекції. Для діагнозу велике значення має ультразвукове дослідження ретробульбарного простору, що дозволяє визначити тяжкість ушкодження і виділити групи уражених окорухових м'язів, і визначення функції щитовидної залози.