Für die genaue diagnostische Zuordnung eines Lymphoms sind das histologische (mikroskopische) Bild, und die durch Immunhistochemie oder Durchflusszytometrie mögliche Zuordnung zu einem NHL der B- oder T-Zell-Reihe entscheidend. 

Die WHO-Klassifikation der malignen Lymphome beschreibt klinisch-pathologische Lymphomentitäten und berücksichtigt dabei morphologische, immunologische, genetische und klinische Gesichtspunkte. Diffuse großzellige B-Zell Lymphome (DLBCL) stellen eine heterogene Gruppe aggressiver Lymphome dar, die auch in ihren genetischen Alterationen (z.B. BCL2- und BCL6-Translokationen) eine ausgesprochene Variabilität aufweisen. Durch Genexpressionsanalysen konnten ein Keimzentrums-B-Zell-Typ (GCB) und ein aktivierter B-Zell-Typ (ABC) des DLBCL mit unterschiedlichem klinischen Verlauf beschrieben werden. Die Proliferationsaktivität der Tumorzellen, ermittelt durch den Ki67-Index oder durch Genexpressionsanalysen, ist von großer prognostischer Bedeutung. 

Charakteristisch für ein diffus 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.

Mittlerweile gehört es zum Standard, bei der Erstdiagnose eines DLBCL herauszuarbeiten, ob ein DLBCL von einer aktivierten B-Zelle (= ABC-Typ) oder von einer Keimzentrums B-Zelle (= GC-Typ) abstammt. Diese Zuordnung kann mit digitaler Genexpressionsanalyse, beispielsweise dem „Nano-String“-Verfahren, an in Paraffin eingebetteten Biopsien erfolgen. Die Analyse von Genexpressionsprofilen gibt Auskunft darüber, welche Gene eines Lymphoms aktiviert sind. Veränderungen an den Genen MYC, BCL2 und BCL6 haben Auswirkungen auf die Diganose und Prognose eines Patienten und sollten 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.