正常的细胞分化好而且成熟。癌细胞分化差失去了对生长控制和向正常细胞分化的能力，失去了原来的功能和结构。
肿瘤的细胞形态和组织结构与相应的正常组织相比，有不同程度的差异，病理学将这种差异成为异型性。特别是癌，一般异型性都很大。
肿瘤的细胞异型性（cellular atypia）有以下表现：（1）肿瘤细胞通常比相应正常细胞大；（2）肿瘤细胞的大小和形态很不一致（多形性），可以出现瘤巨细胞，即体积很大的肿瘤细胞。但是，有些分化甚差的肿瘤，其瘤细胞很原始，体积不大，大小和形态也可以比较一致；（3）肿瘤细胞核的体积增大。胞核与细胞浆的比例（核浆比）增高。例如，上皮细胞的核浆比正常时多为1:4～1:6，恶性肿瘤细胞则可为1:1；（4）核的大小、形状和染色差别较大（核的多形性）。可出现巨核、双核、多核或奇异形的核。核内DNA常增多，核深染（hyperchromasia），染色质呈粗颗粒状，分布不均匀，常堆积在核膜下；（5）核仁明显，体积大，数目也可增多；（6）核分裂像常增多，出现病理性核分裂像，如不对称核分裂、多极性核分裂等。
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