股骨头缺血性坏死的病理过程，主要是骨坏死和骨修复的交替进行，包括骨质坏死，继之死骨吸收和新骨形成以及股骨头再塑造和残留不同程度的畸形等一系列病理变化。一般可分为4个阶段。

1.缺血坏死期 关节囊肿胀，滑膜充血水肿和关节液渗出增多。股骨头骨骺前外侧最早受累，或整个骨骺均因缺血发生坏死。时骨结构保持正常，但骨陷窝多空虚，骨髓腔由无定形的碎屑填充，骨小梁碎裂成片状或压缩成块。由于股骨头发生缺血性坏死.使骨骺的骨化中心软骨内化骨受到暂时性抑制，而关节面深层软骨由滑液营养可继续生长，因此关节软骨较厚，骨骺核较小和关节间隙增宽。

2.修复期 由于死骨的刺激，毛细血管和单核细胞所组战的肉芽组织侵入坏死区，吸收坏死的骨小梁碎片，并形成纤维组织，破骨细胞增多且功能活跃，参与吸收坏死的骨小梁。

3.愈合期 由于本病为自限，在一定时间后，骨吸收可停止，但新骨继续形成，替代纤维肉芽组织。新形成的骨小梁是一种不成熟的板层骨，且纤细脆弱，容易与尚未吸收的坏死骨小梁压缩在一起。

4.畸形残留期 骨愈合完成后，多数股骨头残留不同程度畸形，如股骨头扁平状或马鞍状、股骨颈增宽、髋内翻、股骨头骺板早闭、股骨缩短、股骨头半脱位等，这些畸形可永恒不变，在成年以后，关节畸形可导致骨性关节炎。