气管黏膜上皮为假复层纤毛柱状上皮，由纤毛细胞、杯状细胞、刷细胞、基细胞和小颗粒细胞组成，具体如下：

1、纤毛细胞：最多，呈柱状，游离面有密集的纤毛，纤毛向咽部快速摆动，将黏液及其黏附的尘埃、细菌等推向咽部咳出，以净化吸入的空气。

2、杯状细胞：较多，形态与肠黏膜杯状细胞相同。分泌的黏蛋白与混合性腺的分泌物在上皮表面构成黏液性屏障，可黏附空气中的异物颗粒，溶解吸入的SO2等有毒气体。

3、刷细胞：较少，呈柱状，游离面有排列整齐的微绒毛，形如刷状。刷细胞的功能尚未定论。有报道，在刷细胞基部有与感觉神经末梢形成突触，故认为该细胞可能有感受刺激的作用。

4、小颗粒细胞：较少，锥形，单个或成团分布在上皮深部，细胞质内有许多分泌颗粒，含5-羟色胺等物质，可调节呼吸道平滑肌的收缩和腺体的分泌。

5、基细胞：呈锥形，位于上皮深部，为干细胞可增殖分化为上皮中其他各类细胞。在上皮中还可见梭形细胞，它们是处于分化过程中的细胞衰老的纤毛细胞和杯状细胞会不断脱落。

光镜下，上皮与固有层之间基膜明显。固有层结缔组织中有较多弹性纤维，也常见淋巴组织，具有免疫防御功能。其中的浆细胞与上皮细胞联合分泌IgA，释放入管腔，对细菌病毒有杀灭作用。