特殊な性質を持つ結合組織には、脂肪組織、網状組織、粘液組織などがあります。これらは体の特定の臓器や部位にのみ存在し、特殊な構造的特徴と独自の機能を備えています。
脂肪組織は、栄養、蓄積、形態形成、体温調節などの機能を果たします。脂肪組織には、単一滴脂肪細胞によって形成される白色脂肪組織と、複数滴脂肪細胞によって形成される褐色脂肪組織の2種類があります。脂肪細胞の集団は小葉に集まり、疎な線維性結合組織の隔壁によって互いに分離され、その中を血管や神経が通過します。個々の脂肪細胞の間には、細いコラーゲンと網状繊維があり、その隣には毛細血管があります。ヒトでは、白色脂肪組織が優勢です。白色脂肪組織は、いくつかの臓器(腎臓、リンパ節、眼球など)を取り囲み、体内での位置を維持し、まだ機能していない臓器(乳腺など)の空間を満たし、長い管状骨の骨幹で赤色骨髄の代わりをします。脂肪組織の大部分は予備脂肪(皮下基底部、大網、腸間膜、大腸脂肪付属器、漿膜下基底部)です。成人における褐色脂肪組織の量は少なく、主に新生児に存在します。白色脂肪組織と同様に、褐色脂肪組織も多滴脂肪細胞によって形成された小葉を形成します。褐色は、多滴脂肪細胞に多数の毛細血管、豊富なミトコンドリア、リソソームが存在するためです。新生児における褐色脂肪組織の主な機能は断熱です。動物においては、褐色脂肪組織は冬眠中の体温維持に重要な役割を果たします。
網状結合組織は、脾臓、リンパ節、および赤色骨髄の間質を形成します。これは、突起によって連結された網状細胞と網状線維によって形成されます。銀染色すると、顕微鏡下で網目状の枠を形成する細い黒色線維からなるネットワークが観察されます。このネットワークのループ内には、主にリンパ球、網状細胞、マクロファージ、および形質細胞などの細胞が存在します。
粘液性結合組織は胎児にのみ存在するため、胚組織に分類されます。形態学的には間葉系に類似していますが、分化度が高い点で異なります。粘液性結合組織は臍帯と絨毛膜の一部であり、胎児の血管を取り囲んでいます。臍帯粘液組織(ウォートンゼリー)は、粘液細胞(粘液細胞と呼ばれることもあります)と細胞間物質から構成されています。粘液細胞は分岐した形状をしており、間葉系細胞に似ています。細胞間物質は、ヒアルロン酸を多く含むため、トルイジンブルーでピンク色に染まります。粘液組織の細胞が形成するループには、細いコラーゲン繊維が通っています。分岐した細胞は三次元的なネットワークを形成します。コラーゲンミクロフィブリルの絡み合った束が臍帯に強度を与え、グリコサミノグリカンの水分結合能が膨満感を生み出し、臍帯がねじれた際に血管が圧迫されるのを防ぎます。胎児の年齢が上がるにつれて、粘液組織中のコラーゲン線維の数が増加します。