大体观察，肿瘤呈灰红色或粉红色，一般境界较清楚，呈浸润性生长，质地软而脆，肿瘤无包膜，瘤内有时可有坏死和出血，有钙化或囊变者罕见。镜下观察，细胞密集排列，常呈圆形、椭圆形、长椭圆形或近锥体形。肿瘤纫胞胞浆极少，大多呈裸核细胞，细胞大小一致，少量可呈菊花形结构，但多数细胞无特殊排列。细胞核染色质极为丰富，着色浓染，核分裂像多见。肿瘤内只含有散在于肿瘤细胞间的毛细血管，纤维成分极少，可看到单个瘤细胞坏死，而很少见到大片坏死和出血病灶。髓母细胞瘤发生在小脑半球内者，细胞间含有多量网状纤维，比较硬韧，边界亦较清楚，称之为“促纤维增生型髓母细胞瘤”。