在老年性痴呆中有特殊的蛋白质异常发生。β-淀粉样蛋白被认为与疾病的发病机制相关。在脑内与肝脏内产生的ApoE蛋白能影响一些大脑过程，包括淀粉样蛋白沉积，细胞骨架完整性以及神经元修补的效率。ApoE在老年性痴呆中的作用已愈见肯定。
β-淀粉样蛋白引发老年性痴呆机制
在淀粉样蛋白前体（APP）、早老素1（PS1）、早老素2（PS2）等基因突变导致的早发型老年性痴呆的患者中，由APP生成的β-淀粉样蛋白含量增加，表明β-淀粉样蛋白生成和清除的异常在老年性痴呆发病中起关键性作用。β-淀粉样蛋白的神经毒性作用已经被公认是老年性痴呆形成和发展的关键因素，其机制包括：通过多种途径导致tau蛋白在神经元中的沉积，引发神经元细胞凋亡、破坏细胞内Ca2+稳态，促进自由基的生成、降低K+通道的功能、增加致炎细胞因子引起的炎症反应，激活补体系统、增加脑内兴奋性氨基酸（主要是谷氨酸）的含量等。
有一些蛋白质在脑内有异常的增高并且可出现在脑脊液内，它们是否对促成疾病起病因的作用，或者只是疾病的标志物，还不肯定。来自神经元纤维缠结的tau蛋白对明确老年性痴呆有高度的特异性，但敏感性低。
