精神分裂症脑子与正常人的区别，在于脑解剖和神经病理学研究发现，精神分裂症患者有边缘系统和颞叶结构的缩小半球不对称。

精神分裂症患者的海马、额叶皮层、扣带回和内嗅脑皮层有细胞结构的紊乱，推测是在脑发育阶段神经元移行异位或分化障碍造成，破坏了皮层联络的正常模式。

脑影像学研究发现，部分精神分裂症患者有脑室(尤其是侧脑室和第三室)扩大和脑皮质萎缩，脑结构的变化在病前就明显存在，与神经发育损害一致。

部分精神分裂症患者有额叶功能低下，与正常人群相比，表现在认知刺激作用下，额叶代谢低下、血流不足、激活较差，且与病前的神经心理(执行功能)缺陷有关。