El Carcinoma microcítico representa alrededor del 15% de todos los carcinomas bronquiales y el 20% de todas las biopsias positivas. Afecta predominantemente a hombres en proporción de 19:1. Al momento del diagnóstico más del 80% tiene extensión extratorácica. A pesar de la denominación de pequeñas, el tamaño de las células neoplásicas suele ser dos veces mayor que el de los linfocitos en reposo. De forma invariable hay necrosis, que puede ser extensa. las células tumorales son muy frágiles y, con frecuencia, muestran fragmentación y «artefacto de aplastamiento» en las muestras de biopsia pequeñas. Otra característica de los carcinomas microcíticos, que se aprecia mejor en las muestras citológicas, es el amoldamiento nuclear por la estrecha posición de las células tumorales que tienen un citoplasma escaso. estos tumores expresan diversos marcadores neuroendocrinos, además de secretar multitud de hormonas polipeptídicas que pueden producir síndromes paraneoplásicos.
Se localiza generalmente en bronquios principales o lobares. Invade bronquios y provoca masas hiliares y/o perihiliares de tamaño significativo. Se asocia con extenso compromiso ganglionar metastásico hiliar y mediastínico.