Le cellule tumorali hanno citoplasma abbondante, chiaro o granuloso, eosinofilo e nuclei uniformi, rotondi od ovoidali, a volte vescicolari. Nella maggior parte dei tumori le mitosi sono rare e si osserva uno scarso polimorfismo; la microscopia elettronica spesso evidenzia granuli neuroendocrini ben demarcati nei tumori paravertebrali, che tendono ad essere scarsi invece nei tumori non secernenti. Tramite immunoistochimica si può osservare che le cellule centrali sono positive per marcatori tipici delle cellule neurali (ad esempio la cromogranina) mentre le cellule di sostegno sono positive per i marcatori tipici delle cellule gliali (S100, proteina fibrillare acida della glia).