心臟內粘液瘤臨床上雖已可用多種影像技術檢出，但確診仍依賴于病理學組織學檢驗。電鏡目前還未作為常規檢查項目。
典型的心臟粘液瘤組織學圖像見腫瘤細胞呈不規則形或星芒狀，周圍常有空暈，散在或三五成群分布，間質稀松，富含嗜愛新藍物質。腫瘤細胞有圍繞小血管分布傾向，少數粘液瘤還可見腺體、骨小梁等。瘤蒂部與心壁間橫有彈力纖維分隔，或致密或松散，其間有來自心壁供應腫瘤的血管穿越，故心壁與瘤蒂間的彈力纖維層可作為腫瘤是否完全切除和浸潤的標志。瘤蒂及近瘤蒂心壁內的肌型動脈中層有的出現粘液樣變。某些形態分化良好的粘液瘤有種植能力，因此粘液瘤的良惡性的判斷除分化程度外還要看其是否有浸潤和遠距離種植等生物學行為。