Diagnosen stilles etter en vurdering av tumors vekstmønster, cellemorfologi og immunhistokjemi. Et minstekrav til et patologisvar er en morfologisk beskrivelse med tanke på differensieringsgrad (høyt eller lavt differensiert) og fargning med immunhistokjemiske markører for kromogranin A, synaptofysin og Ki-67 (Duan et al., 2016). Ved NEC angis cellemorfologi (småcellet eller storcellet). Biopsi eller resektat anbefales for vurdering av proliferasjonsindeks i snitt immunfarget for Ki-67. Ki-67 indeks er vanskelig å vurdere på et finnålsaspirat. Neuronspesifikk enolase (NSE) og N-CAM (CD56) regnes som lite spesifikke markører og bør ikke brukes alene i diagnostikken (Bussolati et al., 2001).