心臟和血管是高血壓的主要靶器官，在早期可能沒有明顯的病理變化。然而，長期高血壓會導致心臟改變，表現為左心室肥厚和擴大，同時引起全身小動脈病變，主要體現在壁腔比值的增加和管腔內徑的縮小，從而導致心臟、腦以及腎臟等重要靶器官組織缺血。
長期高血壓及其相關危險因素會促進動脈粥樣硬化的形成和發展。目前認為的高血壓最早期和最重要的血管損傷是血管內皮功能障礙。高血壓的主要併發症包括以下幾點：
1.心臟：長期的壓力負荷增加會刺激心肌肥大和間質纖維化，導致左心室肥厚和擴張，稱為高血壓性心臟病。左心室肥厚會導致冠狀動脈血流儲備下降，特別是在氧耗量增加時，會導致心內膜下心肌缺血。高血壓性心臟病通常會合併冠狀動脈粥樣硬化和微血管病變。
2.腦：長期高血壓會導致腦血管發生缺血和變性，形成微動脈瘤。一旦這些微動脈瘤破裂，就會引發腦出血。高血壓還會促使腦動脈粥樣硬化，導致粥樣斑塊破裂，併發腦血栓形成。腦小動脈閉塞性病變會引起針尖樣小范圍的梗死病灶，稱為腔隙性腦梗死。
3.腎臟：長期高血壓會導致腎小球內囊壓力升高，導致腎小球纖維化、萎縮和腎動脈硬化，進而引起腎實質缺血和腎單位逐漸減少。慢性腎衰竭是長期高血壓的嚴重後果之一，尤其是在合併糖尿病的情況下。惡性高血壓時，入球小動脈和小葉間動脈發生增殖性內膜炎和纖維素樣壞死，可能在短期內導致腎衰竭。
4.視網膜：視網膜小動脈早期會發生痙攣，並隨著病情進展出現硬化。在血壓急劇升高的情況下，可能引發視網膜滲出和出血。