胸腺细胞癌和燕麦细胞癌在病理上应与其他疾病相鉴别。

1.上皮性胸腺瘤胸腺瘤细胞核内染色质分布不如胸腺燕麦细胞癌均匀，常被内部纤维带分隔成小叶。嗜铬粒蛋白免疫组织化学染色在燕麦细胞癌中呈阳性，在胸腺瘤中呈阴性。

2.这种肿瘤的胸腺内甲状旁腺腺瘤患者临床上常出现高钙血症，这与内分泌病理损害的特点相反。但有些病例可能没有激素引起的症状，因此容易与胸腺肿瘤混淆。光镜下，二者有一些明显的区别:大多数甲状旁腺腺瘤不具有典型胸腺燕麦细胞癌的血管生长和菊花状簇状坏死的特征，PAS染色强阳性。电镜下，甲状旁腺腺瘤的神经分泌颗粒数量远少于胸腺燕麦细胞癌。免疫组织化学显示，甲状旁腺腺瘤中甲状旁腺激素呈阳性，而胸腺燕麦细胞癌中呈阴性。

3.纵隔副神经节瘤在形态上与胸腺燕麦细胞癌相似，但不一定出现在胸腺，常发生在大血管。由于它们中的许多起源于主动脉、肺动脉或血管中的副神经节，不同于胸腺细胞癌的更大的导管样生长方式，副神经节瘤的肿瘤细胞以紧密的簇生长。此外，副神经节瘤的有丝分裂很少见，而胸腺燕麦细胞癌的有丝分裂更常见。副神经瘤银染阳性，胸腺燕麦细胞癌银染阴性。甲硫氨酸脑啡肽和亮氨酸脑啡肽染色均呈阳性，但在副神经节瘤中更常见。

4.胸腺转移癌很难诊断，其中一些非常类似于胸腺燕麦细胞癌。相反，胸腺燕麦细胞癌的屏幕样生长往往是继发性肿瘤，而不是胸腺的原发性病变。一般肺、肠类癌很少转移到纵隔，原发灶无明显病变。