Die Lamina epithelialis der Ösophagusmukosa besteht aus mehrschichtig unverhorntem Plattenepithel, die darunter liegende Lamina propria ist auffallend reich an Kollagenfasern.
Ein besonderes Merkmal der Speiseröhrenwand stellt die Lamina muscularis mucosae dar, die hier stärker ausgeprägt vorkommt als in der Wand des Magen- Darm- Kanals. Die gesamte Mukosa liegt längs verlaufenden Falten der Submukosa auf, die als Reservefalten dienen. Sie wird von einem kontinuierlichen Schleimfilm überdeckt, für dessen Herstellung Glandulae oesophageae der Tela submucosa verantwortlich sind.
Die Tunica muscularis der Ösophaguswand lässt sich in zwei Schichten gliedern: Stratum circulare innen, Stratum longitudinale aussen. Im oberen Ösophagusdrittel besteht sie vollständig aus Skelettmuskulatur, im untersten Drittel dagegen vollständig aus glatter Muskulatur. Im mittleren Bereich kommen beide Muskelformen vor. Im abdominalen Teil des Ösophagus ist das Stratum circulare besonders ausgeprägt; es bildet zusammen mit einem submukösen Venenplexus ein Veschlusssystem.
Die Verankerung der Speiseröhre in der Umgebung erfolgt im thorakalen Bereich durch eine bindegewebige Adventitia, im kurzen abdominalen Teil dagegen durch einen Peritonealüberzug ( Serosa), der sofern vorhanden durch die Tela subserosa von der Muskelschicht getrennt ist.
Der Ösophagus besitzt weitgehend funktionelle Autonomie.
Diese wird ihm durch das enterische Nervensystem verliehen, welches auch im Magen- Darm- Trakt vorkommt. Die Hauptbestandteile des ENS liegen in der Tela submucosa und zwischen beiden Muskelschchten. Es besteht aus ganglienzellhaltigen Nervenfasergeflechten, dem Meissner- Plexus (Plexus submucosus) und dem Auerbach- Plexus (Plexus myentericus). Das ENS steht unter dem Einfluss des vegetativen Nervensystems.