一般認為小細胞肺癌起源于支氣管粘膜或腺上皮內的Kulchitsky細胞（嗜銀細胞），屬APUD（amine precursor uptake decarboxylation）瘤。也有人認為其起源于支氣管粘膜上皮中可向神經(jīng)內分泌分化的干細胞。小細胞肺癌是肺癌中分化最低，惡性程度最高的一型。多發(fā)生于肺中央部，生長迅速，轉移較早。光鏡下，癌細胞小而呈短梭形或淋巴細胞樣，胞漿少，形似裸核。癌細胞密集成群排列，由結締組織加以分隔，有時癌細胞圍繞小血管排列成團。電鏡觀察超微結構，瘤細胞胞漿中含有典型的軸樣神經(jīng)內分泌顆粒，但顆粒的量多少不等，并證明和5-HT及ACTH有關。從免疫組織化學研究看，瘤細胞對NSE，5-HT，CgA，另有部分病例(10%)對Sy呈陽性反應，證明小細胞癌具有神經(jīng)內分泌的功能。另外，在同一腫瘤中同時對CK和EMA呈陽性免疫組織化學反應。