组织病理学，经典的神经鞘粘液瘤通常由相互连接的小叶和纤维束组成，是真皮内界限分明的肿瘤。纤维束含有大量的粘液性基质和少量的细胞成分。细胞有不同的形状，如脂肪梭形、细长形、双极胞质突起或星形。细胞核稍暗，无明显核仁。有丝分裂很少或没有。甚至可以看到多核巨细胞。粘液基质通常被部分保留的包膜或周围受压的纤维组织分隔开。虽然经常可以找到附近的神经分支，但通常不容易识别它们与神经的直接联系。

免疫组织化学检查显示粘液基质中的细胞为S-100蛋白和ⅳ型胶原强阳性，神经元特异性烯醇化酶和Leu7(CD57)抗原阳性。保留包膜时，上皮膜抗原阳性，轴突神经丝染色阴性。粘液基质对酸性粘多糖染色呈强阳性反应。

I型神经鞘粘液是边界不清的浸润性病变。大部分真皮，甚至皮下组织都被累及，肿瘤生长的表现为束状、簇状、结节状或巢状。肿瘤主要由上皮样细胞组成，细胞核呈卵圆形，胞浆丰富，嗜酸性膜不明显。染色质常集中在核膜上，并有明显的核仁。也可见梭形细胞，特别是当细胞形成巢状或漩涡状时，细胞核肥胖或呈椭圆形。有丝分裂像明显，有不同程度的细胞异型性。还有多核巨细胞。通常缺乏粘液样物质，或聚集在单个细胞巢周围。免疫组化检查显示细胞性神经鞘瘤的S-100蛋白和HMB45均为阴性，可与黑色素瘤相鉴别。同样，Leu7(CD57)、ⅳ型胶原和上皮细胞膜抗原局部呈阴性或弱阳性。NK1/C3神经元特异性烯醇化酶、平滑肌特异性肌动蛋白和CD34抗原有零星阳性报道，仅有波状纤维蛋白常呈阳性。