在甲状腺中少数滤泡细胞较大，多角形、胞浆内有丰富的嗜酸性颗粒者称嗜酸细胞，形态学特征是体积大，边界清楚，核大和突出的核仁。核染色质丰富可以皱褶呈锯齿状，可有双核。这种细胞的数目随年龄的增长而增多。嗜酸细胞含有丰富的氧化酶和甲状腺球蛋白，但缺乏降钙素。甲状腺的嗜酸细胞不是疾病的特殊成分，而是多种损伤致腺体受累的形态学改变，因此，单个细胞、滤泡或滤泡簇可以表现为嗜酸细胞变，在结节性甲状腺肿、非特异性慢性甲状腺炎、老年人的甲状腺（特别是妇女）、接受头颈部放射或系统化疗病人的甲状腺组织中均可见到。此外，长期甲亢病人的甲状腺可以显示局灶性或弥漫性嗜酸细胞变。嗜酸细胞变是桥本甲状腺炎的诊断要点之一，有时大多数或所有滤泡上皮为嗜酸细胞。而在急性和亚急性甲状腺炎中嗜酸细胞罕见。在结节性甲状腺肿及其他甲状腺病变中可为局灶性，也可全部结节由嗜酸细胞组成。嗜酸细胞肿瘤是完全或主要（超过75%）由具有嗜酸细胞特征的滤泡细胞构成的肿瘤，镜下瘤细胞胞浆为嗜酸性颗粒状。甲状腺嗜酸细胞癌是滤泡癌的一种亚型，较同样大小和浸润程度的非嗜酸细胞癌恶性程度高。