La cellule typique du cartilage est de forme ronde ou ovale, riche en cytoplasme, et possède un (rarement deux) noyau de forme ovale et vésiculaire et une structure réticulée. Dans le cytoplasme il y a souvent un ou plusieurs taches claires, qui sont des gouttes de fluide homogène, "vacuoles."

Les cellules souvent s'écartent quelque peu de ce modèle. Lorsque le tissu s’accroit, elles sont généralement aplaties sur les côtés tournées vers leurs voisines les plus proches. C'est parce qu'elles sont les descendantes d'une cellule qui s’est récemment divisée, et sont encore séparées par seulement une petite quantité de substance intercellulaire. Dans ces circonstances, chaque cellule est souvent entourée d'une mince couche de substance intercellulaire, sans doute de formation relativement récente, qui diffère un peu de la cellule type et donne à la cellule l’apparence qu’elle a été enfermé dans une capsule. Avec certains colorants cette substance intercellulaire récemment formée reçoit une couleur un peu différente de celle de l'ancienne substance intercellulaire. En plus du cartilage cette différence n'est plus évidente. Là où le cartilage est remplacé par de l'os, «ossification» les cellules sont disposées en colonnes, avec seulement une petite quantité de substance intercellulaire, et ont une forme générale cubique.

Épiphyse d'un os long en développement. Une plaque de croissance est située entre les centres d'ossification primaire (bas) et secondaire (haut).

Du fait de sa quantité abondante la substance intercellulaire a reçu la désignation spéciale de «matrice». Selon le caractère de cette matrice, les cartilages ont été divisés en trois variétés: cartilage hyalin, fibro-cartilage, et cartilage élastique. Dans le cartilage hyalin la matrice est claire et homogène et à une consistance tendineuse. Dans le fibro-cartilage, il est constitué presque entièrement de fibres délicates similaires à celles du tissu fibreux blanc, qui sera décrite plus tard. Dans le cartilage élastique de la matrice contient touffue, et s'anastomosant fibres similaires à celles du tissu fibreux élastique (voir infra).

La disposition des cellules et de substances intercellulaires varie considérablement. Parfois, les cellules sont assez uniformément réparties dans la substance intercellulaire. Parfois elles sont agencés en groupes de deux à quatre ou six cellules. Vers la surface d'un morceau de cartilage, les cellules sont aptes à être plus petite que celles plus près du centre, et sont fréquemment aplatie. Ici, aussi, ils perdent souvent les caractères qui les distinguent dans le corps du tissu, et de plus en plus étroitement ressemblent aux cellules du tissu fibreux qui entoure le cartilage. Ce tissu fibreux est appelé le "périchondre" et n'est généralement pas nettement défini à partir du cartilage lui-même, la matrice de celle-ci devient de plus en plus fibreux dans le caractère et les cellules moins distinctement, comme celles qui sont typiques du cartilage jusqu'à ce que la distinction entre les deux tissus est perdu. Le périchondre manque sur les surfaces libres des cartilages articulaires.

Cartilage hyalin

Bien que en vertu des pouvoirs ordinaires du microscope et de spécimens qui n'ont pas été spécialement préparés la matrice du cartilage hyalin apparaît claire et. Presque, si ce n'est pas tout à fait, homogène, une étude plus approfondie révèle la présence d'un fin réseau au sein de la substance intercellulaire clair. Ce réseau est pensé pour être un système de canaux minute par lequel les fluides nutritifs s'infiltrent dans le tissu et d'atteindre ses cellules. Il peut être, cependant, que ce réticulum est de caractère fibreux dans ce cas, les fibres peuvent être plus perméable que la matrice environnante, et portent les mêmes relations à la nutrition du tissu comme un système de canaux minute. Dans les coupes colorées avec l'hématoxyline la matrice du cartilage hyalin acquiert souvent une légère teinte bleutée, le cytoplasme des cellules une teinte plus foncée de la même couleur et la chromatine nucléaire d'un bleu très sombre. Le cartilage hyalin forme les cartilages costaux, le cartilage thyroïde, le processus ensiforme du sternum, les cartilages de la trachée et des bronches, et les cartilages temporaires qui sont ensuite remplacés par de l'os.

Cartilage hyalin au microscope optique, coloration à l'hématoxyline et à l'éosine.

Fibro-cartilage

Cette variété de cartilage se trouve que dans quelques situations : dans les cartilages des articulations, inter-articulaires dans quelques synchondroses, dans une région du cœur, et dans les disques intervertébraux.

Cartilage élastique

Cette forme de cartilage se trouve dans l'épiglotte, le cornicula du larynx, de l'oreille, et la trompe d'Eustache. La grossièreté du réseau fibreux anastomosés de la matrice varie dans différentes situations et dans différentes parties d'une même pièce de cartilage. Le réticulum est généralement plus ouvert et composé de grandes fibres vers le centre du tissu qu'à la périphérie, où il devient plus délicate et, enfin, se confond avec la substance fibreuse intercellulaire du périchondre. Il est évident, à la fois de la structure des cartilages et des situations dans lesquelles ils se trouvent, qu'ils constituent des tissus élastiques appropriées pour diminuer les effets de chocs mécaniques. C'est évidemment le cas dans les articulations, où se trouvent à la fois les variétés hyalines et fibreuses. Leur élasticité et leur consistance modérément ferme sont également d'une utilité évidente dans le larynx et les autres voies aériennes, au niveau des oreilles, du nez et des synchondroses.