肩周炎的無菌性炎症主要與老年性退行性變有關，與慢性疲勞性損傷有關，與風寒濕侵襲有關，與慢性及急性扭挫傷有關，與肩臂廢用性退行性變有關。以上因素既可能是肩周炎的致病因素，也可能是其誘發因素。
在肩關節周圍分布著層次復雜的軟組織結構，患了肩周炎以後，不同組織，損傷程度不同，其病理變化各不相同;而相同組織，若致病因素不同或誘發因素不同，在早期的病理表現也不相同，但最終仍然是按著變質、滲出和增生三種基本病理過程變化和發展。
觀察急性扭挫傷等機械性損傷的病理變化，出血是極為常見的，所有有血管分布的活組織的機械性損傷都可發生出血。血液從受損傷的血管處流出，直到因血管收縮、血管內外壓力變為相等和凝血而使血流停止。因出血引起組織腫脹，會產生牽張性疼痛，出血後，組織間隙內積血可引起繼發性水腫，因而產生更大范圍的疼痛。因外溢的出血未能得到清除，紅細胞在原位被破壞，局部將在機械性損害基礎上合並化學性損傷。出血部位紅細胞被破壞後，氧合血紅蛋白(蛋白補充產品，蛋白補充資訊)被還原，受傷組織的顏色從紅色變為紫色或藍色。在小量出血的情況下，無論是紅細胞被吞噬細胞所吞噬和從受傷部位被帶走，或是在該部位的破壞物被淋巴液迅速帶走，都不會發生明顯的色澤改變。如果出血量較多時，該處發生溶血後，鐵(補鐵產品，補鐵資訊)從血紅蛋白分離出來，隨後血紅蛋白又轉變為膽紅素、膽綠素，局部出現從黃、綠到棕色的色澤變化。除了這些顏色改變外，有兩種血紅蛋白的結晶衍生物可在顯微鏡下被看到，即膽紅素和含鐵血黃素。
損傷組織的最早炎症改變之一是細胞和組織裂解以及蛋白質(蛋白質產品，蛋白質資訊)降解後，釋放或激活某些酶而產生某些活性物質，如組織胺、5-羟色胺、激肽類以及白細胞誘導素和胰舒血管素等。肥大細胞常沿著毛細血管和小靜脈積聚，並且鄰近內皮細胞，當組織、細胞損傷時，肥大細胞立即釋放細胞內的組織胺等化學物質。組織胺的釋放是初期炎症反應的重要表現，它是一種酶原性物質，由組織蛋白酶所激活的另一重要物質是5-羟色胺，它與肥大細胞及血小板同時存在。緩激肽作為損傷部位早期血管反應的重要物質，使血管通透性增高。組織胺、5-羟色胺和緩激肽三種物質均屬炎症早期的致痛物質，還能使毛細血管內皮細胞收縮，使小靜脈平滑肌收縮，因而使血管內液體及某些蛋白分子溢出，這是由於收縮小靜脈平滑肌，使小靜脈內壓升高，同時收縮血管內皮細胞，使血管的通透性增高。損傷部位內，肥大細胞還釋放肝素。肝素是一種抗凝劑，它可防止血管內血栓形成，也可使炎症初期保持滲出液的液態。
因損傷而導致細胞的變性和壞死將進一步加重炎症反應的程度和持續的時間，因細胞死亡後，許多酶的釋放，如蛋白水解酶、核酸酶和脂肪酶等以及其細胞降解產物多肽類物質等都可參與血管的滲出反應。這種滲出反應可以使小范圍的原發損傷泛發為廣泛的炎性反應。損傷區及其周圍的一些血管痙攣，可導致損傷區繼發缺血壞死范圍擴大，因損傷而導致血管損傷部位的血栓的蔓延，或由於創傷後水腫或因間質性出血而壓迫血管，造成的血流瘀滯和血栓，也同樣導致炎症范圍的擴大。所有損傷均導致損傷部位及其周圍組織的炎症反應。
急性扭挫傷等機械性損傷而致的細胞破壞及其所誘發的病理反應，其性質及其最後的結果與其他類型的炎症病理反應過程無顯著不同，其特點是由中性多核白細胞占優勢的炎症細胞反應被組織細胞占優勢的炎症細胞反應所代替，組織細胞是活躍的吞噬細胞，它對損傷組織碎屑的吞噬、消化是很重要的。
老年性退行性變、廢用性退行性變、慢性勞損以及風寒濕侵襲等因素導致的無菌性炎症的病理變化首先表現為組織細胞發生變性和壞死，同時伴有代謝和功能上的改變。
當致病因素作用於機體組織時，即造成相應組織代謝、功能及形態、結構上不同程度的損傷，輕者變性，重則壞死，間質纖維也可有腫脹、斷裂和溶解等變化。這種變質性變化在開始可能很微小而不明顯，當炎症區發生滲出性變化時，便可進一步加重變質性變化。例如炎性充血可使炎症區組織代謝增高，這時由於需氧量增高，一定時間後便可引起局部缺氧而影響組織代謝，加重組織變質，同時還產生很多氧化不全產物，如乳酸、酮體、脂肪酸和氨基酸(氨基酸產品，氨基酸資訊)等在炎症區堆積。局部組織液的氫離子濃度升高，不僅加重了組織的變質性變化，而且增加了組織液中鹽類的解離，以及變質組織的分解，使大分子的蛋白質分解為許多較小分子的多肽、氨基酸等。這樣炎症區組織內晶體及膠體滲透壓都升高，更加促進液體由血管內向血管外滲出，造成炎性水腫。而且變質的組織還釋放出許多血管活性物質，促進炎症區小血管繼續擴張和滲出。
慢性無菌性炎症的滲出性變化，主要是細胞和組織的變性和崩解以及蛋白質降解後釋放或激活某些酶而產生的一些活性物質，如組織胺、5-羟色胺、緩激肽等，此外炎症區的組織內酸性代謝產物及組織分解產物的積聚，使血管平滑肌發生麻痺性舒張，血流逐漸緩慢瘀滯，此時血管活性物質的作用，使血管壁的通透性增加，液體和蛋白分子即通過血管壁溢出。如果血管壁損傷較輕時，滲出物以血清為主，其中含有白蛋白和少量球蛋白，隨著血管壁損傷加重，通透性增加，分子較大的纖維蛋白原也可滲出到血管外，並被激活變成纖維蛋白。這種炎性滲出液含蛋白多，比重較大，容易凝固，所以患肩周炎的病人，其關節及肌腱極易發生機化粘連，最後導致凍結肩。
慢性無菌性炎症的增生性變化，主要表現為關節滑膜的增厚緊縮和肉芽組織增生。增殖的毛細血管和成纖維細胞等填補組織間隙，使肌腱、腱鞘以及滑液囊發生廣泛的機化粘連，最終導致關節活動功能的明顯受限。
