In talune condizioni patologiche (soprattutto nelle infiammazioni croniche granulomatose) i macrofagi attivati si accumulano, formando una sorta di capsula intorno al sito di infiammazione. In questi casi, le cellule prendono contatto le une con le altre tramite prolungamenti del citoplasma che conferiscono loro un aspetto simile a cellule epiteliali: macrofagi in queste condizioni particolari vengono detti "cellule epitelioidi". I confini tra cellula e cellula possono essere difficilmente distinguibili. In microscopia ottica, si presentano allungate, con citoplasma pallido, membrana dal profilo irregolare e indistinto; il nucleo è ovoidale, centrale, con cromatina finemente dispersa - in microscopia elettronica appare prevalentemente eucromatico; si nota una rilevante e caratteristica riduzione del numero di lisosomi. Questo riflette una tipica caratteristica delle condizioni granulomatose: le cellule epitelioidi sembrano infatti aver perso la capacità di fagocitare e digerire efficacemente i materiali estranei; l'attività di fagocitosi risulta molto ridotta, mentre la pinocitosi è attiva. In certi casi, le cellule epitelioidi si fondono, costituendo cellule giganti plurinucleate ("cellule di Langhans"), caratterizzate da nuclei disposti radialmente alla periferia del citoplasma, subito sotto il plasmalemma.