大体检查在完整的标本中，肿瘤与周围骨组织分界清楚，呈圆形或椭圆形，体积较小，直径一般在1cm左右，很少超过2cm。周围组织发生反应性硬化，肿瘤位于其中心。肿瘤的色泽和坚度，随其构成成分而异。当骨样组织占优势时，核心呈棕红色，间或夹杂有黄色或白色斑点，质地为颗粒状或沙砾状，X线检查为一透明区。当核心为密集的骨小梁构成时，则呈红白色，质地坚硬而致密，X线为一密度增深区。肿瘤与周围骨组织有一狭窄的、环状的充血带分隔。周围骨组织一般有反应性骨质硬化现象，尤其是肿瘤发生于骨皮质者最明显。
显微镜检查骨样骨瘤巢穴中可有不同成熟阶段的骨质，并有丰富的血管结缔组织基质，有不同比例的骨样组织及新生骨小梁。当核心在肉眼检查外表致密而坚实时，镜下则表现为紧密排列的不典型的新生骨小梁，小梁间有扩大的血窦。新形成的骨小梁每有骨母细胞覆衬，并常有少数破骨细胞。