Атипичная лейомиома матки (лейомиома матки с атипичными ядрами) по строению похожа на обычную миому матки, но имеет желтоватые или коричневатые участки, размягчения, кисты, миксоматозные изменения.
Патогномоничной микроскопической чертой опухоли является наличие локальных или мультифокальных гигантских клеток с эозинофильной цитоплазмой и атипичными (странной формы, дольчатыми, мультиядерными, гиперхромными, часто «загрязненными») ядрами. Митотическая активность является низкой по сравнению с лейомиосаркомой матки (0-7 митотических фигур в 10 полях зрения). От лейомиосаркомы матки отличается также отсутствием клеточных некрозов. Анеуплоидия подтверждает диагноз лейомиосаркомы матки.