Tuyến ức nằm ở trung thất trước và trên, gồm có 2 thùy hình tháp có đáy nằm tựa lên màng ngoài tim và đỉnh kéo dài đến phần dưới của cổ.

Ở trẻ sơ sinh, tuyến ức dài khoảng 5 cm, rộng 3 cm và dày 1 cm, có trọng lượng khoảng 10g. Tuyến ức có mật độ mềm, màu xám nhạt ở trẻ em và trở thành màu vàng ở người trưởng thành do có nhiều tế bào mỡ.

Tiểu thùy tuyến ức

Mỗi tiểu thùy được bao bọc bên ngoài bằng lớp vỏ bao liên kết mỏng. Từ mặt trong của lớp vỏ bao này có nhiều vách liên kết tỏa vào trong nhu mô của tuyến ức và phân chia thành nhiều tiểu thùy.

Tiểu thùy có hình đa diện không đều kích thước thay đổi từ 0,5-2mm. Khung của tiểu thùy là một mạng lưới do các tế bào lưới biểu mô tạo thành, chen vào mạng lưới là các tế bào tuyến ức.

Do sự phân bố của các tế bào mà tuyến ức đưọc phân thành hai vùng: vùng ngoại vi sẫm màu (còn gọi là ngoại vi tối) hay vùng vỏ và vùng trung tâm sáng màu (còn gọi là trung tâm sáng). Tiểu thùy được xem là một đơn vị hình thái và chức năng của tuyến ức.

Vùng vỏ

Lưới biểu mô không nhiều. Tế bào lưới là những tế bào hình sao lớn có nhánh bào tương dài và nhánh liên kết với các nhánh bào tương của các tế bào lưới khác bằng những liên kết tế bào. Bào tương tế bào lưới có nhiều hạt chế tiết có thể có vai trò trong kích thích sự biệt hóa của các lympho bào.

Các mao mạch trong tuyến ức (xuất phát từ các nhánh động mạch ở vách liên kết gian tiểu thùy) được lợp bởi tế bào nội mô không có lỗ thủng nằm tựa trên màng đáy liên tục và tương đối dày.

Nổi bật nhất của vùng vỏ là sự tập trung dày đặc của các tế bào lympho nhỏ, còn gọi là tế bào tuyến ức. Ngoài ra còn có một tỉ lệ nhỏ các lympho bào lớn có khuynh hướng tập trung ở lớp ngoại vi vùng vỏ và một số ít các đại thực bào.

Các lympho bào trong tuyến ức có nguồn gốc từ tủy xương sau đó được đưa đến tuyến ức để biệt hóa thành lympho bào T có chức năng miễn dịch còn gọi là lympho bào T phụ thuộc tuyến ức. Lympho bào T theo tuần hoàn máu để đến các cơ quan bạch huyết ngoại vi để cư trú và thực hiện chức năng miễn dịch tại đó.

Các tế bào tuyến ức ở vùng vỏ được ngăn cách với máu trong hệ tuần hoàn nhờ một hàng rào được gọi là hàng rào máu - tuyến ức. Hàng rào này được tạo thành do các thành phần như sau: tế bào nội mô mao mạch, màng đáy của tế bào nội mô, bào tương tế bào lưới biểu mô và các đại thực bào. Hàng rào này có tác dụng ngăn chặn sự xâm nhập của các kháng nguyên (lưu hành trong máu tuần hoàn) xâm nhập vào vùng vỏ.

Vùng tủy

Có mật độ tế bào tuyến ức thưa hơn vùng vỏ, có thành phần chủ yếu là nguyên bào lympho và tế bào lưới biểu mô. Đại thực bào rất ít.

Vùng tủy không có hàng rào máu - tuyến ức như ở vùng vỏ mặc dù có tế bào lưới biểu mô nhiều hơn vùng vỏ. Các tế bào lưới biểu mô bị thoái hóa dần và chết tạo thành những cấu trúc đặc biệt, đó là những tiểu thể Hassall hay tiểu thể Thymus. Tiểu thể Hassall có đường kính thay đổi từ 30 - 150m, do nhiều lớp tế bào lưới biểu mô thoái hóa xếp thành nhiều vùng đồng tâm.