Эти глиальные клетки имеют нейроэктодермальное происхождение и созревают из клеток-предшественников – глиобластов внутренних слоев нервной трубки. Астроциты представляют собой многоотросчатые ядерные клетки звездчатой или веретенообразной формы размером 8-25 мкм. Ядра клеток крупные, овальной формы, содержат небольшие хроматиновые зёрна. Ядрышки обычно слабо выражены. От тела клетки отходят отростки, распространяющиеся во всех направлениях. Отростки, контактирующие с базальной мембраной рядом лежащих капилляров называются сосудистыми ножками (Рис.3). Контактирующие между собой отростки астроцитов формируют на поверхности коры больших полушарий тонкий слой - наружную глиальную пограничную мембрану. Тела астроцитов имеют неровный контур, повторяя очертания расположенных рядом нейронов и их отростков. В цитоплазме и отростках некоторых астроцитов при электронной микроскопии обнаруживаются особые внутриклеточные элементы – фибриллы толщиной 8-9 нм, количество которых в отростках уменьшается по мере удаления их от тела клетки. В цитоплазме и отростках (особенно в сосудистых ножках) находят зерна гликогена, количество которых может широко варьировать. Отростки астроцитов обильно ветвятся в нейропиле, устанавливая многочисленные контакты с телами нейронов, аксонами и их разветвлениями, дендритами и их окончаниями и, как уже указывалось, с базальной мембраной капилляров.
Среди астроцитов различают две группы – фиброзные (волокнистые) и протоплазматические. Отличие их заключается в наличии у первых мощных пучков глиофибрилл, занимающих значительную часть цитоплазмы, в размерах и распространенности в пределах центральной нервной системы. Так, протоплазматические астроциты имеют, как правило, больший размер, чем фиброзные (15-25 мкм). Однако, как указывают многие авторы, зачастую бывает трудно их дифференцировать, поскольку между ними имеются переходные формы. В сером веществе спинного и головного мозга находят преимущественно протоплазматические астроциты. Они окружают нейроны, контактируя с сомой и дендритами, особенно в области синаптических контактов. Фиброзные астроциты концентрируются в белом веществе. Представляет определённый интерес характер распределения астроцитов в коре больших полушарий. В первом слое расположены преимущественно фиброзные (волокнистые), клетки, во втором и третьем слоях – преимущественно протоплазматические, а в четвёртом и более глубоких слоях их меняют переходные формы и волокнистые астроциты, при этом в шестом слое коры находят только волокнистые, продолжающиеся в белое вещество (И.С.Беритов, 1969). Астроциты составляют около 40 % объема серого вещества мозга, представляя в разных структурах центральной нервной системы около 50 % всех клеток нейроглии.