Histologicamente, trata-se de um astrocitoma de padrão histológico protoplasmático, sem áreas pilocíticas e sem fibras de Rosenthal. O material é escasso e não inclui as margens da lesão. Não são vistas características agressivas (mitoses, necrose). Poderia teoricamente tratar-se de um astrocitoma difuso de baixo grau ou um astrocitoma pilocítico, ambos representados só por áreas protoplasmáticas. A imunohistoquímica é inconclusiva, compatível com ambas possibilidades diagnósticas.

Contudo, pela imagem, trata-se de um tumor bem delimitado, que se impregna fortemente por contraste. Estas feições são próprias dos astrocitomas pilocíticos, em que não há barreira hemoencefálica. Os astrocitomas difusos de baixo grau são mal delimitados e não se impregnam, a menos que passem a apresentar focos de anaplasia (a partir de quando não serão mais de baixo grau). O fato de não se impregnarem indica formação de barreira hemoencefálica nos vasos do tumor, que é induzida pelos astrócitos fibrilares. 

A distinção é importante pelo prognóstico muito diferente destes dois tipos de astrocitoma. Os astrocitomas difusos de baixo grau têm tendência a aumentar de grau e adquirir características anaplásicas no decorrer de meses ou anos. Já os astrocitomas pilocíticos mantêm-se com grau baixo e não adquirem capacidade invasiva (com raras exceções). 

Em uma biópsia pequena, p. ex. estereotáxica, pode ser difícil fechar o diagnóstico de astrocitoma como difuso ou pilocítico. Mesmo astrócitos protoplasmáticos, próprios dos astrocitomas pilocíticos (nas áreas frouxas, com degeneração microcística), podem ser ricos em GFAP e imitar astrócitos do tipo fibrilar.  Por outro lado, astrocitomas difusos podem ser ricos em áreas protoplasmáticas, ao lado de regiões fibrilares e/ou gemistocíticas. O patologista não deve emitir seu diagnóstico sem antes consultar, ou, pelo menos, informar-se sobre os exames de neuroimagem.