Les myéloblastes résident de façon extravasculaire dans la moelle osseuse. L’hématopoïèse a lieu dans les cavités extravasculaires situées entre les sinus de la moelle. La paroi des sinus est composée de deux types de cellules différentes, les cellules endothéliales et les cellules réticulaires adventitielles. Les cellules hématopoïétiques sont alignées en cordons ou en coins entre ces sinus, les myéloblastes et autres progéniteurs granulaires étant concentrés dans les régions sous-corticales de ces cordons hématopoïétiques.
Les myéloblastes sont des cellules plutôt petites avec un diamètre compris entre 14 et 18μm. La majeure partie est occupée par un gros noyau ovale composé d’une chromatine très fine non agrégée et possédant 3 nucléoles ou plus. Le cytoplasme a un caractère basophile et est dépourvu de granules, ce qui constitue une différence majeure avec le successeur du myéloblaste, le promyélocyte. Le nucléole est le site d’assemblage des protéines ribosomales, qui sont situées dans diverses particules dispersées dans le cytoplasme. Les mitochondries sont présentes mais ont une taille plutôt réduite.
Les principales caractéristiques qui distinguent un myéloblaste d’un lymphoblaste à l’examen microscopique sont la présence de granules cytoplasmiques, le moindre degré de condensation de la chromatine nucléaire et la proéminence accrue du nucléole.