Langerhans細胞中等大小，直徑15～24mm。胞漿較豐富，邊界較清楚，淡嗜酸性。核稍圓，有凹陷、折疊、扭曲或分葉。核仁小，單個。核膜薄，染色質細。早期病變以Langerhans細胞和嗜酸性粒細胞為主；陳舊性病變泡沫狀巨噬細胞和多核巨細胞增多，嗜酸性粒細胞減少；晚期病變則有明顯纖維化，Langerhans細胞減少，但仍可見巨噬細胞和其他細胞成分。
Letterer-Siwe病：主要病變為全身性Langerhans細胞增生。有些增生的細胞可吞噬含鐵血黃素，有少數吞噬紅細胞，后期可吞噬脂類，故胞漿呈空泡狀。同時可有少量嗜酸性粒細胞、巨噬細胞、漿細胞和淋巴細胞浸潤，有時可見多核巨細胞。鏡下可見皮膚表皮萎縮，過度角化，真皮表層有大量Langerhans細胞浸潤。淋巴結、肝和脾均明顯腫大，切面可有出血和壞死區。淋巴竇、肝竇和脾紅髓內Langerhans細胞大量增生呈彌漫性浸潤，并可逐漸浸潤鄰近組織。骨組織中有局限性的暗紅色或灰紅色腫塊，骨組織破壞，再生不明顯。X線檢查見骨質缺損。骨髓腔內可有大量成片的Langerhans細胞增生，胞漿內常含有多少不等的脂質。增生的Langerhans細胞在肺組織內浸潤形成結節狀病灶，類似粟粒性結核，以后可引起肺纖維化和肺氣腫。
Hand-Schüller-Christian病：病變分布廣泛，以骨組織最為突出，骨組織被大量增生的Langerhans細胞和肉芽組織破壞。增生的組織侵犯壓迫垂體后葉和下丘腦可引起尿崩癥。鏡下見骨髓腔內Langerhans細胞增生，胞漿豐富，內含大量脂質，主要為膽固醇及膽固醇酯，呈泡沫狀。其間有多數嗜酸性粒細胞、淋巴細胞和漿細胞浸潤，常有多數多核巨細胞。病灶周圍纖維組織逐漸增生，形成慢性炎性肉芽腫。病灶中央可發生壞死，有時可有出血及膽固醇結晶沉積，最后病灶纖維化形成疤痕。有些病人骨組織病灶內同時伴有大量嗜酸性粒細胸浸潤，稱為多發性嗜酸性肉芽腫。本病的病變呈進行性，原有病灶纖維化后，又可出現新的病灶，病程較長。
嗜酸性肉芽種：主要病變為骨組織內大量Langerhans細胞增生，細胞分化成熟，無明顯異型性。其間并有大量嗜酸性粒細胞和多數淋巴細胞、漿細胞及中性粒細胞浸潤。有時可見多核巨細胞，形態與炎性肉芽腫相似，故稱之為嗜酸性肉芽腫。以后嗜酸性粒細胞逐漸減少，纖維組織增生，并出現大量吞噬脂類的泡沫細胞。最后大量纖維組織增生，病灶纖維化。骨組織內的病灶形成結節狀腫塊，呈灰紅或灰黃色，部分可有出血，質軟易碎，骨小梁被破壞，骨組織吸收，周圍可有反應性新骨形成。