近基底层的棘细胞尚略显柱状,随即变扁平,细胞变大,细胞核仍为较大的圆形,但较基底细胞核小,核质浓缩,核仁明显,胞质中有丰富的多聚核糖体,故在光镜标本上呈强嗜碱性。胞质中角蛋白丝较基底细胞丰富,分子量也加大到56KD~65KD。角蛋白丝常集合成束附着到桥粒上,是角质细胞所含角蛋白的一种前体物,也常称张力丝,角蛋白丝束也称张力丝束或张力原纤维(Tonofibril)。胞质中有时仍可见黑素颗粒。透射电镜下棘细胞中有丰富的细胞器,整个胞浆内有许多结构正常的线粒体,并有少数黑素颗粒,但与基底细胞内者不同,其分布与核无明显的关系。内质网的膜表面被有核糖体,还含有溶酶体及吞噬体等,可以进行重要的代谢活动及吞噬和消化表皮损伤后的细胞碎片及皮肤黑素颗粒。张力细丝在基底细胞内排列比较疏松,而在棘细胞内则聚集,较致密,并且相当丰富,在附着到桥粒的胞浆面时,张力细丝排列成束,而在细胞内的其他部位则排列不规则。细丝的直径大致相同,一般在5~10nm之间,但其长短不一,可能是由于其行走方向不同而与切面有关。棘细胞的胞膜呈绒毛状突起,与相邻细胞的突起以桥粒相连,在桥粒之间,细胞膜则呈不规则的褶叠状。棘细胞层内桥粒的超微结构与基底细胞层者相同。当棘细胞接近颗粒层时,桥粒仍可见到,并且保持其内部结构的特点。但在此部位的细胞中张力细丝已不太清楚,而且其走向与表皮平行的多,垂直的少。此外,透射电镜下还见到胞质中有些直径0.1~0.3μm的长形颗粒,对这种颗粒曾有不同的命名,现常称膜被颗粒(Membrane-coating granule)、板层颗粒(Lamellated granule,lamellar granule)、角质小体(Keratinosome)或Odland小体。