各類型的肥大細胞增生病在組織學亡均有共同的特點，即其皮疹內含有肥大細胞浸潤。肥大細胞胞質內有異染顆粒，為粘多糖組成。這些顆粒在常規染色切片內，一般看不見，但用Giemsa或甲苯胺藍染色時則清晰可見，呈異染性。值得提出的是在處理活檢標本時，特別是在取材操作方面，要注意輕巧細致，以免肥大細胞的顆粒脫失。肥大細胞的形態隨其周圍組織而有所不同，可出現各種形態，如扁平狀、球形、梭形或星形，甚至呈線狀。比較肥胖的細胞其直徑可達8～15μm。胞質內的顆粒最大直徑可達0.6～0.7μm。組織液增多，機械刺激及放射線等均可引起肥大細胞的脫顆粒現象。在此情況下，至少在一段時間內，在基質中出現顆粒物質，而這些顆粒也可被巨噬細胞所吞噬，這樣就影響對肥大細胞的辨認。
各類型的病變雖然本質相同，但其浸潤的多少與分布各有不同，故分述如下：
(一)單發結節型或多發結節型 肥大細胞多而密集，呈腫瘤樣團塊。浸潤可充滿整個皮膚，自表皮下乃至皮下組織均可見密集的肥大細胞。當肥大細胞致密聚集時，肥大細胞形態則立方形多于梭形。胞質內顆粒很清晰。因而常在HE切片時，不需作特殊染色即可辨認。
(二)播散性色素性蕁麻疹 肥大細胞聚集比上述一型中為少，浸潤也比較淺在，主要在真皮上1／3，接近表皮。細胞形態偏向于紡錘形，如沒有異染顆粒的特點，幾乎或完全不能辨認為肥大細胞。在有些病例的早期皮疹中，肥大細胞可能堆積于較大的血管周圍，呈灶狀分布。兒童患者在斑丘疹基礎上可能發生大皰，大皰在表皮下，用嗜銀染色時，皰底顯示嗜銀纖維網內充滿了肥大細胞。
(三)TMEP型 表皮下乳頭層內毛細血管擴張，周圍散布肥大細胞，有些肥大細胞核可呈圓形或卵圓形，但大多數核呈梭形。由于肥大細胞數目較少，而且在HE染色切片中，此種肥大細胞類似成纖維細胞，因此，除非用特殊染色，否則很易漏診。
(四)彌漫型或紅皮癥型 表皮下可見致密肥大細胞浸潤，分布呈帶狀。細胞形態甚一致，核圓形或卵圓形。
(五)大皰型 在兒童可發生大皰，主要見于單發結節或彌漫性紅皮癥型，均發生于表皮下，但由于水皰基底的表皮再生，陳舊性水皰可位于表皮內。在水皰內，除有嗜酸性及中性粒細胞外，往往含有肥大細胞。因此，臨床上對大皰型患者可取水皰內容作細胞學檢查，以供快速診斷用。