結膜囊分泌物細胞學檢查可發現與過敏因素有關的嗜酸性粒細胞增多。巨大的乳頭被覆以增厚的、不規則且有許多隱窩的結膜上皮細胞。在許多病例可以觀察到表層上皮糜爛和相應的熒光素染色。電鏡下，可見上皮細胞大小各異，失去正常的多角形態。其表面的微絨毛呈扁平、簇狀和分枝狀。巨乳頭性結膜炎的黏液分泌增加與覆蓋乳頭表面的結膜表面積的增大有關。巨乳頭性結膜炎的典型特征是結膜實質層發生嗜酸性粒細胞、肥大細胞、嗜堿性粒細胞、淋巴細胞和漿細胞浸潤。
