根据瘤细胞的形态，肺小细胞癌分为三型：
1.淋巴细胞样或燕麦细胞型最为多见，占42％，特征是癌细胞较小、呈圆形或卵圆形，似淋巴细胞，核深染常带棱角、胞浆稀少、核分裂多见。排列呈实性或片块，亦可呈条索状、小梁状。此型坏死常见。
2.梭形细胞型大多数细胞略长、胞核清浙、细胞略大。
3.多角细胞型主要由中等大细胞构成，有较丰富的胞浆。此型常与其它类型肺癌相混淆，但电镜下可见神经内分泌颗粒以及免疫组化Leu7和NSE阳性可与其它类型肺癌相鉴别。