肺組織細胞增多癥的典型病理改變是激活的朗格漢斯細胞構成了松散的肉芽腫組織，其中伴隨有淋巴細胞和炎性細胞浸潤，后者主要包括嗜酸性粒細胞和巨噬細胞。肉芽腫組織中的朗格漢斯細胞形態與正常組織中的朗格漢斯細胞形態大致相似，為中等大小，直徑約15μm，其細胞界限不甚清楚，細胞核是典型的不規則狀并且折疊明顯。細胞質蒼白，輕度嗜酸性。電鏡下該細胞細胞核明顯，細胞質內含有分化良好的高爾基體及豐富的內質網和線粒體。其特征性的改變是電鏡下可以見到Birbeck體。肉芽腫組織中的朗格漢斯細胞表面可表達Ⅰ和Ⅱ類組織相容抗原、β2整合素（CDlla/CDllc/CD18）、黏附素（CD54，CD58）、白細胞共同抗原（CD45 RO）和細胞內S-100蛋白等。肺朗格漢斯細胞肉芽腫病變呈灶性分布，其間被正常的肺組織所分隔，它們在遠端細支氣管的中央，浸潤和破壞氣管壁。從這個意義上說，肺朗格漢斯細胞肉芽腫應當是一種細支氣管疾病而不是彌漫性間質性肺病。肉芽腫與鄰近的組織邊界不清，肉芽腫可向鄰近的肺泡擴展，周圍的肺泡腔內含有大量的巨噬細胞（像脫屑性間質性肺炎，DIP）其中伴隨有朗格漢斯細胞。肉芽腫病變周圍有較多淋巴細胞浸潤，其中大部分為CD4 α/βT淋巴細胞。沒有受到肉芽組織侵犯的肺組織通常是正常的，但由于受到吸煙的影響，這些肺組織通常也存在著一些非特異性的改變。