Podle klasifikace WHO je histologický obraz v trepanobiopsii kostní dřeně odebrané před započetím cytoreduktivní léčby důležitou součástí diagnostiky Ph-negativních myeloproliferativních onemocnění. Polycythaemia vera je histologicky definována jako hypercelulární myeloproliferace všech tří řad.
Pro primární myelofibrózu je typická hypercelulární krvetvorba s proliferací megakaryocytární a granulocytární řady. U esenciální trombocytémie je krvetvorba normocelulární s izolovanou proliferací megakaryocytů.
Nejdůležitější v diferenciální diagnóze je vzhled a distribuce megakaryocytů a přítomnost fibrotizace. Při primární myelofibróze jsou přítomny "dysplastické" megakaryocyty tvořící kompaktní shluky a různý stupeň fibrotizace, zatímco u esenciální trombocytémie jsou megakaryocyty zralé, tvoří volné shluky a není přítomna žádná fibrotizace.
Pro reaktivní trombocytózu a polyglobulii jsou typické megakaryocyty přiměřeného vzhledu, které nejsou zmnožené a neshlukují se. Diskutují se prodromální (latentní) fáze jednotlivých myeloproliferací, které nemohou být diagnostikovány podle současných kritérií WHO, a diferenciální diagnóza myeloproliferací spojených s výraznou trombocytózou.