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无论是心绞痛、心肌梗死还是脑卒中，都是人体血管病变发展至终末期的表现，而高血压所致的血管病变的发展是一个漫长的过程。从最初的动脉内皮功能障碍、动脉僵硬度的增加，到动脉壁出现肉眼可见的脂质条纹，在体内炎性因子的复杂作用下脂质条纹逐渐发展为动脉粥样斑块，最后粥样斑块造成血管狭窄甚至斑块破裂导致血管腔完全闭塞引起上述急性心脑血管事件，大约需要十几年至数十年的时间，因此早期发现血管的亚临床改变，可以降低急性心脑血管事件的发生率。
高血压早期的血管损害主要表现为大动脉顺应性下降、小动脉硬化及血管重构。脉搏波速度（PWV）是反映大动脉顺应性的重要指标，一般来说，PWV越快，动脉的弹性越差，僵硬度越高；反之，PWV越慢，动脉弹性越好，血管硬度越低。我国的一项研究显示在临界高血压的患者中已经存在显著动脉顺应性的改变，PWV随血压的升高而加快，颈桡动脉PWV、颈股动脉PWV在正常人组、临界高血压组及轻型高血压组3组人群的比较中有显著的统计学差异。动脉硬度增加和血压升高是互为因果且相互作用的，因此对于临界高血压动脉硬度的评价，是预测高血压进展的可靠方法。
内膜中层厚度（IMT）也是一种早期反映大动脉硬化的无创性指标。颈动脉作为大动脉的一个窗口，颈动脉IMT可定量和定性地反映早期血管病变。我国《高血压防治指南》（2018年修订版）明确指出，IMT＞0.9mm或出现动脉粥样斑块是靶器官损害的表现。研究显示，与正常血压组比较，临界高血压组的颈动脉IMT增厚。除去性别、年龄、BMI、总胆固醇、降压治疗和糖尿病等因素后，临界高血压仍是独立的与更高IMT相关的危险因素。所以临界高血压颈动脉内膜中层厚度（IMT）已经开始发生改变，随着血压的增高，IMT逐渐增大，动脉粥样斑块增多。
冠状动脉血流储备（CFR）受损是指冠状动脉最大扩张时血流量与静息状态血流量的比值，反映冠状动脉循环最大供血潜在能力。CFR降低能准确提示心肌缺血或者冠状动脉微循环损害。有研究通过经胸多普勒超声心动图检测临界高血压受试者、高血压患者和血压正常健康志愿者的CFR，结果：高血压组的CFR显著低于临界高血压组和正常对照组，临界高血压组的CFR显著低于正常组，并发现临界高血压和高血压是CFR降低的显著预测因素，提示临界高血压受试者的CFR受损，但受损程度较高血压患者低。另有研究发现，中青年普遍存在的临界高血压与20年后冠状动脉硬化相关。35岁以前保持收缩压＜120mmHg对以后的健康有很大好处。