La luz de la vesícula biliar está revestida por epitelio cilíndrico simple, cuyas células son de dos tipos: las más frecuentes son las células claras, y las poco frecuentes las células en cepillo. Los núcleos ovales de estas células tienen posición basal, y el citoplasma supranuclear manifiesta gránulos de secreción ocasionales que contienen mucinógeno. En las micrografías electrónicas su superficie luminal pone de manifiesto microvellosidades cortas cubiertas por una capa delgada de glucocáliz. La región basal del citoplasma es particularmente rica en mitocondrias, que brindan energía en abundancia para la función de bombeo de la ATPasa de Na+ y K+ que se encuentra en la membrana celular basolateral.

La lámina propia está compuesta por tejido conectivo laxo vascularizado muy bien dotado de fibras elásticas y de colágena.