Les cellules endothéliales et les cellules mésothéliales diffèrent par leur emplacement. L'endothélium tapisse les vaisseaux sanguins et autres vaisseaux en forme de tube, tandis que le mésothélium recouvre la surface externe des organes, selon le Histology Learning Center de l'Université de Boston.
Ces deux cellules épithéliales squameuses simples sont responsables du revêtement des surfaces libres. Les cellules de l'endothélium et les cellules du mésothélium diffèrent également par la concentration du cytoplasme. Les cellules endothéliales ont généralement peu ou pas de cytoplasme présent entre les noyaux. Les cellules mésothéliales ont tendance à avoir beaucoup plus de cytoplasme entre les structures.
L'endothélium est en contact direct avec le sang et la lymphe. Les cellules endothéliales ont un noyau central et reposent sur une membrane basale fibreuse. La structure de l'endothélium implique plusieurs cellules qui se chevauchent pour empêcher les fuites du vaisseau. L'endothélium peut être divisé en endothélium continu, fenêtré et discontinu. L'endothélium situé dans les vaisseaux lymphatiques agit contre l'infection en drainant le liquide interstitiel hors des cellules et des tissus.
Le mésothélium forme une enveloppe protectrice autour de nombreux organes vitaux. Le mésothélium est associé aux cavités internes du corps, et non au sang et à la lymphe. Comme l'endothélium, le mésothélium a un noyau central et repose sur une membrane basale. Les cellules mésothéliales sont subdivisées en différents types en fonction de leur emplacement et de leur association d'organes. L'endothélium et le mésothélium forment tous deux une couche monocellulaire épaisse et sont dérivés de la couche mésodermique de l'embryon.