Faktem świadczącym za nerwowym pochodzeniem guza jest dodatnia immunohistochemiczna reakcja z przeciwciałami przeciw NSE (neuron-specific enolase) oraz S-100.
W większości mięsaków Ewinga stwierdza się translokację t(11;22)(q24;ql2). Powoduje ona przeniesienie genu EWS (Ewing sarcoma) zlokalizowanego pierwotnie na chromosomie 22 w pobliże genu FLI1 (friend leukemia insertion) zlokalizowanego na pierwotnie na chromosomie 11. Fuzja genów EWS/FLI1 powoduje ekspresję białka 68 kDa, które to białko zaangażowane jest w onkogenezę mięsaka.
Diagnostyka Podstawą diagnostyki mięsaka Ewinga jest biopsja guza i badanie histopatologiczne. Z badań obrazowych najczulszym i najdokładniejszym jest MRI, dzięki któremu udaje się najdokładniej ustalić granice guza.
W podstawowym badaniu RTG można stwierdzić zajęcie którejkolwiek z kości płaskich lub długich. Guz lokalizuje się znacznie częściej w kościach długich z dodatkową predylekcją do kości ramiennej. Ogniska lityczne dominują nad sklerotycznymi, aczkolwiek te mogą pojawiać się w 25% przypadków. W radiogramie stwierdza się obecność guza o nieregularnym utkaniu i nieostro ograniczonych konturach, wywodzącego się z kości, często naciekającego tkanki miękkie, ze zniszczeniem warstwy korowej.