Certaines maladies peuvent affecter la neuroglie, telles que la sclérose en plaques, où le système immunitaire attaque la myéline, et les tumeurs gliales comme les gliomes. La neuroinflammation, due à des infections ou à des traumatismes cérébraux, peut également altérer la fonction des cellules gliales. Les troubles neurodéveloppementaux, comme l'autisme, sont parfois associés à des anomalies gliales.