Si distinguono nello stomaco tre parti principali: il fondo, il corpo e la parte pilorica.

Il fondo è la parte più alta dello stomaco che, foggiata a cupola, si adatta alla concavità del diaframma; si considera come limite convenzionale tra fondo e corpo un piano orizzontale passante per il cardia.

Il corpo rappresenta la porzione più estesa dell'organo e fa seguito direttamente al fondo; ha forma cilindroconica e si dirige in basso quasi verticalmente, restringendosi; il limite convenzionale con la parte pilorica è segnato da una linea obliqua che dalla piega angolare raggiunge la grande curvatura.

La parte pilorica, di aspetto irregolarmente conico, è diretta obliquamente in alto e a destra e forma con il corpo un angolo di circa 90°, terminando nel piloro.

L'osservazione radiologica dello stomaco permette di distinguere tre parti principali a differente significato anatomofunzionale: una parte superiore che corrisponde al fondo, normalmente occupata da gas (bolla gastrica), la cui presenza svolge al contempo una funzione di regolazione della pressione endogastrica e una funzione di contenzione, impedendo il reflusso dallo stomaco nell'esofago; una parte media, corrispondente al corpo, caratterizzata da una vera e propria attività peristaltica, a funzione convogliatrice in direzione della parte antropilorica; una parte antropilorica, corrispondente alla parte pilorica che ha funzione evacuatrice in direzione del duodeno ed è caratterizzata da contrazioni concentriche della muscolatura con formazione temporanea di uno sfintere funzionale preantrale, con il compito di impedire il reflusso del contenuto (chimo) verso il corpo dello stomaco durante la fase espulsiva.

A stomaco vuoto e retratto, la superficie interna del viscere si mostra sollevata in pieghe grossolane, pieghe gastriche, dirette prevalentemente secondo l'asse longitudinale dell'organo e anastomizzate tra loro in modo da formare un reticolo a maglie allungate. A stomaco disteso risultano meglio visibili sottili solchi della mucosa anastomizzati a rete, solchi permanenti, che delimitano su tutto l'ambito della superficie gastrica piccole aree di forma variabile, di diametro da 2 a 4 mm, dette areole gastriche. La superficie di tali aree presenta numerosi infossamenti, le fossette gastriche, nel cui fondo si aprono le ghiandole dello stomaco.

La parete dello stomaco è formata da una tonaca mucosa, una sottomucosa e una muscolare, cui segue una tonaca sierosa (peritoneo).

La tonaca mucosa, come si è visto, risulta sollevata in minuti rilievi poligonali denominati areole gastriche. Tale tonaca è formata, dall'interno verso l'esterno, da epitelio di rivestimento, lamina propria e muscolaris mucosae.

L'epitelio di rivestimento si distende sulle creste gastriche e si porta sino ai fondi delle fossette gastriche. Le sue cellule sono alte, prismatiche, provviste di rari microvilli. Il nucleo si trova nella metà basale della cellula. Sotto il nucleo vi sono cisterne appiattite del RER (Reticolo Endoplasmico Rugoso), nonché mitocondri. Sui lati e al polo superiore del nucleo è localizzato il complesso di Golgi. Granuli a contenuto omogeneo occupano in gran numero l'area compresa tra complesso di Golgi e porzione apicale. Il secreto è formato da muco (proteoglicani neutri), che ricopre tutta la superficie interna dello stomaco, proteggendolo dall'azione degli enzimi proteolitici presenti nel lume e neutralizzando l'elevata acidità del contenuto gastrico.

La lamina propria è formata da connettivo lasso, fasci di fibre collagene ed elastiche, con fibrociti, macrofagi, granulociti eosinofili e plasmacellule. Nella lamina propria si trovano capillari sanguigni (con endotelio provvisto di pori), quasi regolarmente giustapposti ai tubuli ghiandolari oppure all'epitelio di rivestimento. La lamina propria si distingue in parte connettivale, che forma l'asse delle creste gastriche, e in parte profonda, che accoglie i diversi tipi di ghiandole gastriche: cardiali, gastriche propriamente dette e piloriche.

Le ghiandole cardiali (presenti per pochi centimetri dall'orifizio cardiale) sono del tipo tubulare composto; le cellule dei tubuli ghiandolari secernono glicoproteine neutre. Il secreto spinge il nucleo nel terzo basale delle cellule.

Le ghiandole gastriche propriamente dette si trovano nella mucosa del fondo e del corpo dello stomaco. Sono del tipo tubulare semplice. Si aprono nei fondi delle fossette gastriche dove si trovano cellule indifferenziate, che provvedono al rimpiazzo delle cellule dell'epitelio di rivestimento e dei tubuli ghiandolari.

La parete del tubulo al di sotto dello sbocco presenta tre tipi di cellule: cellule del colletto, cellule principali o adelomorfe, cellule di rivestimento o delomorfe e cellule endocrine (enterocromaffini).

Le cellule indifferenziate, precedentemente nominate, sono localizzate nelle immediate vicinanze dello sbocco delle ghiandole, nella regione di confine tra tubuli ghiandolari ed epitelio del fondo delle fossette; il citoplasma è povero di organelli, il nucleo è posto nella parte media del corpo cellulare.

Le cellule del colletto (poste nelle immediate vicinanze del collo delle ghiandole) sono caratterizzate da numerosi granuli di secreto (proteoglicani acidi) posti nella parte apicale della cellula; il nucleo si trova nel terzo basale.

Le cellule adelomorfe sono alte, prismatiche, con il nucleo posto nella parte media del corpo cellulare; presentano nella parte basale il RER e il complesso di Golgi ben evidente, nella parte apicale granuli di secreto. Secernono pepsinogeno (precursore della pepsina) e rennina, una proteasi che digerisce le proteine del latte.

Le cellule delomorfe hanno un collo assottigliato ed un corpo voluminoso che sporge alla superficie esterna del tubulo; sono ricche di mitocondri, RER e REL (Reticolo Endoplasmico Liscio); il complesso di Golgi è spesso localizzato tra il nucleo e la superficie della cellula volta verso la membrana basale. La membrana apicale continua direttamente in canalicoli intracellulari (capillari di secrezione intracellulari) che presentano alla loro superficie interna un gran numero di microvilli. Le cellule delomorfe riversano il loro prodotto di secrezione (HCl) entro questi canalicoli che quindi facilitano la secrezione, in quanto aumentano la superficie secernente. Si ritiene che il luogo di formazione dell'HCl sia la membrana plasmatica che delimita i canalicoli; il grande numero di mitocondri fornisce alla cellula l'energia necessaria per il trasporto attivo di ioni. Le cellule delomorfe secernono anche il fattore intrinseco, una glicoproteina capace di legare la vitamina B₁₂ presente negli alimenti, rendendola assorbibile a livello dell'intestino tenue.

Le cellule endocrine più numerose sono le enterocromaffini, che producono serotonina capace di stimolare la contrazione della muscolatura liscia. Sono ricche di granuli e presentano un apparato di Golgi ed un RER sviluppati. Altri tipi di cellule endocrine producono altri ormoni, per esempio la gastrina.

Le ghiandole piloriche sono del tipo tubulare composto e secernono glicoproteine neutre; tra esse si trovano cellule endocrine del tipo G secernenti gastrina e enterocromaffini secernenti serotonina. La gastrina ha soprattutto la funzione di stimolare la secrezione di HCl da parte delle cellule delomorfe delle ghiandole gastriche propriamente dette. La muscolaris mucosae dello stomaco consiste di due strati, uno circolare (interno) ed uno longitudinale (esterno). La sua contrazione favorisce la fuoriuscita del secreto dai tubuli e dalle fossette.

La tonaca sottomucosa aderisce intimamente alla mucosa e più lassamente alla muscolare, è costituita da tessuto connettivo lasso con fibre elastiche e cellule adipose.

La tonaca muscolare è particolarmente spessa in tutta la parete dello stomaco. Tra lo strato longitudinale esterno e quello circolare interno si interpone uno strato di fibre oblique; queste sono poste alla superficie interna dello strato circolare e si aprono a ventaglio dall'incisura cardiale verso la grande curvatura. Nella regione pilorica è sviluppato lo strato circolare  che, a livello del passaggio tra piloro e duodeno, forma lo sfintere pilorico che solleva le tonache sottomucosa e mucosa in un rilievo pseudovalvolare.

La tonaca sierosa è data dal peritoneo costituito dal mesotelio e da uno strato sottomesoteliale di connettivo denso, uniti alla tonaca muscolare da una sottosierosa.