組織結構
腫瘤組織結構的異型性是指腫瘤實質和間質的關係紊亂，失去相應正常組織的結構和層次。良性腫瘤組織結構與其來源組織相似，較易判斷其起源。例如腸腺瘤的腺體較豐富，腺腔可擴張，腺腔大小不一，但瘤細胞排列整齊。惡性腫瘤的組織結構異型性明顯，細胞排列紊亂，失去正常的層次和結構。例如腸腺癌的腺體大小不一，形態十分不規則，甚至不形成腺腔，排列紊亂，腺上皮細胞排列緊密或呈多層。
腫瘤細胞
良性腫瘤細胞異型性小，與其來源的正常細胞相似，有時單從細胞學上無法同其來源的正常細胞區別，其異型性主要表現在組織學方面。惡性腫瘤的瘤細胞具明顯的異型性，表現為：
1．腫瘤細胞的多形性 表現為瘤細胞大小不一，形態不規則，甚至出現胞體特大的瘤巨細胞。少數分化差的腫瘤細胞較相應組織的正常細胞小，圓形，且大小較一致。
2．核的多形性 細胞核大小不一，形態不規則，甚至出現多核、巨核、畸形核瘤細胞。腫瘤細胞核明顯增大，因而使核/漿比例增大，從正常的1:4～6增至1:1.5～2,甚至1:1。核染色質呈粗大顆粒狀，分布不勻，常靠近核膜分布，使核膜顯得增厚。核仁肥大,數目增多。核分裂像多見，並可出現病理性核分裂，即多極性、不對稱性、頓挫型核分裂(圖5-3)。惡性腫瘤細胞核多形性與染色體呈多倍體或非整倍體有關。以上這些改變均有助於病理診斷。
3．胞質的改變 惡性腫瘤細胞的胞質一般由於分化低而減少,但有時也可以增多。由於胞質核心蛋白體增多，故多呈嗜鹼性染色。有些腫瘤細胞內尚可出現粘液、糖原、脂質、色素等腫瘤分泌、代謝產物，並可作為腫瘤鑑別診斷的依據。
超微結構
腫瘤細胞同正常細胞之間或良、惡性腫瘤細胞間未發現有質的差別，而僅有量的差別。主要有以下幾個特點：
1. 同型性 即腫瘤細胞與其來源的正常組織的細胞在超微結構上有相似之處。如鱗狀細胞癌有張力原纖維、橋粒，從而有助於診斷。
2. 低分化性 惡性腫瘤細胞分化程度較低，甚至未分化，如有些橫紋肌肉瘤分化低，光鏡不見橫紋，電鏡下可見原始肌節，從而得以確診。
3. 異型性 瘤細胞特別是惡性腫瘤細胞、胞核、細胞器顯示一定程度的畸形。一般而言，瘤細胞分化越低，細胞器越簡單，包括線粒體、內質網、高爾基器、張力微絲等數量減少，發育不良。如鱗癌細胞之間橋粒減少，使瘤細胞易脫落、浸潤。又如瘤細胞線粒體呈球形，而非桿狀，線粒體嵴呈縱向平行排列，說明其無氧酵解供能的特點。
總的說來，鑑別腫瘤的良、惡性主要靠光學顯微鏡，而電鏡則對鑑別腫瘤的類型和組織來源發揮重要作用。
代謝特點
同正常細胞比，腫瘤細胞的核酸合成代謝明顯增強，分解代謝減弱，有利細胞分裂和增殖。其糖代謝在有氧或無氧條件下，均以糖酵解過程占優勢，該特性可能與線粒體功能障礙有關。腫瘤的蛋白質合成、分解與代謝均增強，合成代謝又超過分解代謝，並可奪取正常組織營養，這是造成惡病質的重要原因之一。腫瘤還可合成腫瘤蛋白，作為腫瘤特異抗原和相關抗原，引起機體免疫反應。有的腫瘤蛋白與胚胎組織有共同抗原性，稱為腫瘤胚胎性抗原，如肝細胞癌能合成胎兒肝細胞所產生的甲種胎兒蛋白(AFP)，又如大腸癌可產生癌胚抗原(CEA)，臨床上檢測這些抗原有助於診斷相應的腫瘤和判斷療效。腫瘤的酶代謝活性多數無改變，少數情況表現酶活性增高，如前列腺癌患者酸性磷酸酶(ACP)增高，肝癌、骨肉瘤患者鹼性磷酸酶(AKP)活性增高，臨床血清學檢查可作為輔助診斷。在一些細胞分化原始幼稚者，其酶變化特點主要表現為特殊功能酶接近或完全消失，從而導致酶譜的一致性，同胚胎細胞的酶譜相似。
