Küçük hücreli akciğer karsinomları lenfositlere benzeyen, küçük yuvarlak mavi hücrelerden oluşan tümörlerdir. Yüksek mitotik aktiviteye sahip (>10/2 mm2) tümörler olup, Ki67 proliferasyon indeksleri de bununla doğru orantılı olarak yüksektir (%50-100). Hücreler tuz-biber nükleuslara sahip olup nöroendokrin morfoloji göstermektedirler ve kromogranin, sinaptofizin gibi nöroendokrin belirteçlerle de boyanırlar. Hızlı büyüyen, yüksek mitoz oranına sahip tümör olduklarından nekroz görülmektedir. Müsin sekresyonu ise adenokarsinomların tipik özelliği olup bu tümörlerde görülmemektedir.