Þegar áhrif öldrunar eru rannsökuð er mikilvægt að greina raunveruleg öldrunaráhrif frá þeim áhrifum sem umhverfi og sjúkdómar hafa á líffæri og líkamsstarfsemi. Sumar breytingar koma fram hjá flestum öldruðum án þess að hægt sé að skýra þær með þekktum sjúkdómi. Sennilega stafa þær eingöngu af öldruninni sjálfri þó að hlutverk umhverfisáhrifa sé oft óljóst. Mikilvægustu breytingarnar sem við sjáum hjá öldruðum eru fjarsýni, heyrnartap (sérstaklega hvað varðar háa tóna), minnkað jafnvægi, hægari hreyfingar, álút staða, hægari skyn- og hreyfiúrvinnsla og væg skerðing á nærminni og minni á nöfn. Hugsun verður hægari og aldraðir eiga erfiðara með að læra nýja hluti þó að dómgreind og þekking haldist óskert. Við venjulega taugaskoðun aldraðra kemur í ljós að titringsskyn hefur minnkað hjá flestum og hjá mörgum kemur svonefndur ökklareflex ekki fram. Ef notuð eru nákvæm mælitæki koma í ljós smávægilegar breytingar á næmi fyrir snertingu, tveggja punkta aðgreiningu, formskyni og stöðuskyni. Eins koma fram lítilsháttar breytingar á sjón, til dæmis minni hæfileiki til að aðlagast breytingu á ljósmagni og meiri viðkvæmni fyrir sterkum ljósglömpum. Þá má greina fækkun á skynfrumum í innra eyra og leiðni boða eftir taugum verður örlítið hægari. Í heilanum sést talsverð fækkun á frumum en hún er þó mismikil eftir svæðum. Þetta frumutap veldur því að á milli þrítugs og níræðs léttist heilinn í karlmönnum að meðaltali um 17%. Taugafrumum fækkar þó heldur meira en þessu nemur því að stoðfrumum fjölgar á móti (reactive gliosis). Mesta frumutapið virðist vera á litlum taugafrumum í framheila, og efri gagnaugablaðssvæðum þar sem um helmingur taugafrumna er horfinn um nírætt. Önnur svæði tapa færri frumum, til dæmis tapast um 25% taugafrumna í drekanum (hippocampus) og 35% í bláskák og sortu (locus ceruleus og substantia nigra), en aðrir kjarnar í sama kerfi, til dæmis jafnvægiskjarnarnir, haldast óskertir. Tap á taugafrumum sést einnig í mænu.
Þegar aldurinn færist yfir sjást oftar elliskellur (senile plaques) víðsvegar um heilann. Þær eru áberandi hjá Alzheimersjúklingum á hvaða aldri sem þeir eru en sjást hjá flestum sem komnir eru yfir nírætt, líka þeim sem hafa eðlilega skilvitund. Aftur á móti sjást svokallaðar taugatrefjaflækjur (neurofibrillary tangles) eingöngu hjá þeim sem hafa Alzheimer-sjúkdóm.
Við öldrun dregur úr framleiðslu boðefna í heilanum, sennilega vegna þess að færri frumur eru til að framleiða þau. Truflanir á boðefnaframleiðslu af völdum sjúkdóma eru þó mun meiri en gerist við eðlilega öldrun. Til dæmis veldur Parkinsons-sjúkdómur yfir 90% frumudauða í sortu sem er mun meira en hjá heilbrigðum öldruðum einstaklingum, en þeir hafa oft misst 35% fruma í sortu. Þessi frumudauði veldur því að verulega dregur úr framleiðslu á boðefninu dópamín en dópamín er einmitt notað til að meðhöndla Parkinsons sjúkdóm. Öldrun taugakerfisins sem byggist fyrst og fremst á fækkun frumna í miðtaugakerfi veldur því bæði hægari hreyfingum og hugsun hjá öldruðum. Þeir verða líka viðkvæmari fyrir truflunum og eiga erfiðara með að aðlagast álagi eins og getur orðið við sjúkdóma og jafnvel við lyfjanotkun sem hefur áhrif á taugakerfið. Skoðið einnig svar Pálma V. Jónssonar við spurningunni Hvað eru öldrunarsjúkdómar? og svar Ársæls Jónssonar við spurningunni Hvaða áhrif hefur öldrun á meltingarkerfið?