Nach einer Behandlung mit bestimmten Färbemitteln, die die Einzelheiten der Zellen besser erkennen lassen, findet man beim häufigsten Subtyp des diffus großzelligen B-Zell-Lymphoms, dem zentroblastischen DLBCL, mittelgroße und große, rundovaläre und etwas unregelmäßige Zellkerne (siehe Abbildung).
Da die Beurteilung eines Lymphoms allein anhand der mikroskopischen Betrachtung schwierig ist, werden an zusätzlichen Schnitten des entnommenen Lymphknotens immunologische Untersuchungen durchgeführt. Bei den meisten immunologischen Untersuchungen, auch als Immunhistologie oder Immunhistochemie bezeichnet, werden monoklonale Antikörper eingesetzt. Das sind im Labor hergestellte Substanzen, die mit für das jeweilige Lymphom charakteristischen Strukturen auf der Zelloberfläche reagieren. Diese Reaktion wird durch Farbumschläge sichtbar gemacht und bestimmt das Lymphom näher. Charakteristisch für ein diffuses großzelliges B-Zell-Lymphom sind die Oberflächenmarker CD20, an das zum Beispiel auch der zur Therapie eingesetzte monoklonale Antikörper Rituximab bindet, sowie CD19, CD22 und CD79a. Wichtig ist auch die Information, wie teilungsaktiv die Lymphomzellen sind, was meistens mit dem Ki67-Antikörper untersucht wird.
Im Mikroskop und durch immunologische Spezialuntersuchungen kann man zeigen, dass die Zellen der meisten diffusen großzelligen B-Zell-Lymphome den normalen B-Lymphozyten eines Keimzentrums ähneln. In diesen Fällen spricht man von einem DLBCL vom Keimzentrumstyp oder GCB-Typ (GC steht für engl. germinal center). Bei rund einem Drittel der Betroffenen haben die malignen Zellen jedoch Ähnlichkeit mit aktivierten B-Zellen des Lymphknotens. Dann spricht man vom sogenannten ABC-Typ eines diffusen großzelligen B-Zell-Lymphoms (ABC steht für engl. activated B-cell). Mittlerweile gehört es zum Standard, bei der Erstdiagnose eines diffusen großzelleigen B-Zell-Lymphoms herauszuarbeiten, ob ein DLBCL von einer aktivierten B-Zelle (= ABC-Typ) oder einer Keimzentrums B-Zelle (= GCB-Typ) abstammt. Diese Zuordnung kann mit digitaler Genexpressionsanalyse, beispielsweise dem „Nano-String“-Verfahren, auch an in Paraffin eingebetteten Biopsien erfolgen. Die Analyse von Genexpressionsprofilen gibt Auskunft darüber, welche Gene eines Lymphoms aktiviert sind. Auch haben Veränderungen an den Genen MYC, BCL2 und BCL6 Auswirkungen auf die Diagnose und Prognose eines Betroffenen und müssen bei entsprechendem Verdacht auch analysiert werden. Sind von den Veränderungen zwei Gene betroffen, sprechen Ärzte auch von „high-grade B-cell Lymphom“ mit Translokationen in MYC und BCL2 und/oder BCL6 (früher double hit-Lymphome bzw. triple hit-Lymphome, wenn drei Gene betroffen sind (engl. double = doppelt; triple = dreifach; hit = Treffer, Schlag)). Solche Veränderungen können mit der FISH-Methode (FISH = Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung) nachgewiesen werden.