Em microscopia eletrônica é possível observar a intimidade das células de Langerhans. O núcleo tem contorno irregular, com profundas reentrâncias, por vezes multilobado. Lóbulos vizinhos são conectados por finas extensões de membranas nucleares justapostas. A cromatina é frouxa e bem distribuída, com adensamento junto à carioteca. Nucléolos não chamam a atenção. O citoplasma é amplo, finamente granuloso e organelas são esparsas. Entre elas há mitocôndrias, lisossomos (fortemente eletrodensos), perfis do retículo endoplasmático liso e rugoso, e aparelho de Golgi. Nas vizinhanças das cisternas do Golgi há também numerosas vesículas e não é difícil o encontro dos grânulos de Birbeck, considerados patognomônicos para as células de Langerhans. A membrana externa lança pseudópodos curtos e em quantidade modesta. 

Em microscopia eletrônica é possível observar a intimidade das células de Langerhans. O núcleo tem contorno irregular, com profundas reentrâncias, por vezes multilobado. Lóbulos vizinhos são conectados por finas extensões de membranas nucleares justapostas. A cromatina é frouxa e bem distribuída, com adensamento junto à carioteca. Nucléolos não chamam a atenção. O citoplasma é amplo, finamente granuloso e organelas são esparsas. Entre elas há mitocôndrias, lisossomos (fortemente eletrodensos), perfis do retículo endoplasmático liso e rugoso, e aparelho de Golgi. 

Estão associados à membrana plasmática (externa) da célula. Apresentam-se como reentrâncias da membrana lembrando um tubo de ensaio introduzido obliquamente no citoplasma. A extremidade superficial está em continuidade com o meio extracelular. São fáceis de encontrar, não raro dois ou três por célula naquele plano de corte.  As duas membranas são exatamente paralelas e entre elas é possível observar uma densidade laminar, criando uma estrutura com cinco camadas ou pentalamelar.  A imagem ultraestrutural é estática, mas é tentador imaginar que a formação tenha finalidade endocitótica. É como se as duas faces da membrana se fechassem à maneira de um ziper, englobando substâncias do meio externo ou adsorvidas à superfície celular. Posteriormente, estes segmentos de membrana são internalizados, dando origem aos grânulos de Birbeck propriamente ditos. Eventualmente  os grânulos se comunicam com vesículas citoplasmáticas, provavelmente do complexo do Golgi, criando as clássicas formas em raquete. Através deste processo, acredita-se, as células de Langerhans capturam moléculas de antígenos (particularmente de natureza lipídica) para processamento e apresentação aos linfócitos T. 

Aqui há várias organelas, inclusive grânulos de Birbeck em relação com vesículas citoplasmáticas, presumivelmente de transporte. Aqui e acolá observam-se grânulos  fundidos às vesículas, proporcionando o clássico aspecto em raquete de tenis. O evento deve ser raro, pois tais fusões são de encontro relativamente difícil.  Detalhes abaixo. 

Esta pequena organela chamava a atenção pelo arranjo em paralelo e longitudinal das membranas internas. A melhor hipótese que nos ocorre para ela seria uma mitocôndria, embora difira de outras do mesmo espécime pelo tamanho menor e maior compactação das cristas.