Зрелый эозинофил имеет диаметр 12—17 мкм, двухлопастное ядро и гранулы оранжево-красного цвета. При созревании эозинофил проходит те же стадии, что и нейтрофил. В цитоплазме эозинофилов по мере созревания появляются гранулы 2 типов. Большие овальной формы эозинофильные гранулы образуются на ранних стадиях развития, а на более поздних стадиях приобретают кристаллическую структуру и окрашиваются анилиновыми красителями. Малые гранулы эозинофилов, однородные по структуре, появляются на стадии метамиелоцита.
Мембрана эозинофила несет специфические антигенные структуры, определяемые с помощью специальных сывороток. На поверхности эозинофилов обнаружены рецепторы для особых белков — антител, обозначаемых как иммуноглобулины класса G—IgG. Количество таких иммуноглобулинов значительно увеличивается при активации клетки. Существование рецепторов для иммунных комплексов, содержащих белки-иммуноглобулины класса Е—IgE, было доказано с помощью стимуляции активности эозинофилов после взаимодействия их с иммунной сывороткой.
Характерной особенностью мембраны эозинофилов являются рецепторы для С4 и С3 компонентов системы комплемента. Следует отметить, что на мембране нейтрофилов имеются рецепторы для С3 компонента комплемента. Количество рецепторов для комплемента на эозинофилах увеличивается в период их участия в иммунных реакциях, при этом параллельно возрастает их токсическое действие на патологические чужеродные клетки.