เซลล์ไขมันสีน้ำตาลประกอบด้วยหยดไขมันขนาดต่างๆ กัน ไซโตพลาสซึมจำนวนมาก ไมโตคอนเดรียจำนวนมาก และนิวเคลียสทรงกลมที่อยู่ตรงกลาง ไขมัน สีของไขมันสีน้ำตาลมีสาเหตุมาจากความหนาแน่นของไมโทคอนเดรียที่ค่อนข้างสูงและปริมาณหลอดเลือดที่กว้างขวาง