主要為各種原因引起的退行性變，退行性變的主要原因為子宮肌瘤局部血液供給不足所致，多與臨床癥狀無關。
（1）玻璃樣變。玻璃樣變又稱透明變性，是最常見的肌瘤變性，肌瘤組織水腫變軟，肌纖維退變，旋渦狀或編織狀結構消失，融合成玻璃樣透明體，由於玻璃樣變多發生於肌瘤的結締組織，因此這種變性在纖維結締組織成分較多的肌瘤更明顯。鏡下可見肌瘤內有寬帶狀透明結締組織，並可出現區域性囊性變；也可見到組織的壞死，組織無結構。
（2）囊性變。子宮肌瘤玻璃樣變繼續發展，肌細胞液化即可發生囊性變，此時子宮肌瘤變軟，很難與妊娠子宮或卵巢囊腫區別。
肌瘤內出現大小不等的囊腔，數個囊腔也可融合為壹大腔，內有膠凍樣和黏液樣物質積聚，囊壁內層無上皮覆蓋，切面變性區呈棉絮狀，大小不等，囊腔囊內液分為無色或血性。鏡下可見囊性變區染色呈淡藍色雲霧狀，也可見到有小簇肌細胞殘留，在變性肌細胞周圍也可有肌細胞增生。
（3）紅色變性。多見於妊娠期或產後期，紅色變性實為肌瘤壹種特殊類型的壞死，發生機制不清。可能是肌瘤內小血管發生退行性變，引起血栓或溶血，血紅蛋白滲入肌瘤內，切面為暗紅色如半熟的牛肉，有腥臭味，質軟，旋渦狀結構消失。鏡下可見組織高度水腫，瘤體內小靜脈有血栓形成，血管擴張充血，廣泛出血並有溶血，肌細胞質淡染，輪廓不清，肌細胞減少，細胞核常溶解消失，並有較多脂肪小球沈積。
（4）脂肪變性。壹般病竈較小，少數可見到脂肪小顆粒，主要為肌瘤細胞內脂肪顆粒增多。鏡下見肌細胞內有空泡，脂肪染色陽性，其發生原因可能是肌瘤間質化生為脂肪組織，也可能是脂肪組織浸潤。肌瘤內全部變為黃色脂肪時稱脂肪瘤，但極罕見。
（5）鈣化。多見於蒂部細小、血供不足的漿膜下肌瘤以及絕經後婦女的肌瘤，多見於脂肪變性後進壹步皂化，分解成甘油三酯，再與鈣鹽結合，故肌瘤鈣化是以磷酸及磷酸鹽的形式在肌瘤內沈積，堅硬如石。X 線攝片可清楚看到鈣化陰影。鏡下可見鈣化區為層狀沈積，呈圓形，有深藍色微細顆粒。
（6）感染及化膿。子宮肌瘤感染多見於黏膜下肌瘤脫出子宮口或陰道口者，漿膜下肌瘤感染見於血源性或鄰近器官感染蔓延。肌壁間肌瘤感染多見於囊性變性後。黏膜下肌瘤感染伴有局部壞死、潰瘍及黏膜脫落。細菌逆行進入宮腔而與子宮內膜炎、輸卵管炎合並存在。
（7）惡性變。肌瘤惡變主要為肉瘤樣變，發生率為0.4% ～ 1.25%，肉瘤樣變多見於肌壁間肌瘤，40 ～ 50 歲婦女較多，30 歲以下較少見。
肌瘤在短期內迅速長大或伴有不規則出血者應首先考慮惡變。肌瘤惡變後，組織變軟而且脆，切面呈灰黃色，細膩，似生魚肉狀，與周圍組織界限不清。鏡下可見平滑肌細胞增生，排列紊亂，旋渦狀結構消失，細胞有異型性。