Злокачественные опухоли трудно классифицировать, и единой, общепризнанной классификации не разработано. Однако на самом общем уровне эти опухоли можно разделить на собственно раковые (карциномы), саркомы и лимфопролиферативные заболевания. Карцинома - злокачественная опухоль, состоящая из клеток эпителиального или эндотелиального происхождения (например, рак молочных желез, кожи или легких), прорастающая обычно в окружающие ткани и метастазирующая по лимфатическим сосудам. Саркома состоит из клеток таких производных мезодермы, как соединительная ткань, мышцы, хрящ и кость, и метастазирует преимущественно по кровеносным сосудам. К лимфопролиферативным заболеваниям относятся лейкоз, лимфомы (как болезнь Ходжкина, или лимфогрануломатоз, так и лимфомы неходжкинского типа) и истинная полицитемия. Эти опухоли возникают в лимфоидной ткани лимфоузлов и селезенки или представлены клетками, образующимися в костном мозге.

Существует множество типов опухолей, различающихся особенностями роста, влиянием на организм и реакцией на те или иные виды лечения. При микроскопическом исследовании почти любой опухоли видно, что ее клетки, хотя и похожи на нормальные клетки той ткани, из которой развивается опухоль, но отличаются от них атипичным строением и расположением. Чем злокачественнее опухоль, тем, как правило, отчетливее проявляются оба эти отличия. В некоторых опухолях атипичность клеток выражена настолько, что крайне трудно выяснить их исходную принадлежность к той или иной ткани. Такие методы, как электронная микроскопия, специальные способы окрашивания внутриклеточного содержимого и иммунологическая характеристика клеточной поверхности, позволяют точнее определить тканевую принадлежность злокачественных клеток. Более злокачественные опухоли часто прорастают в окружающие ткани, а их клеткам свойственны признаки зародышевых, т.е. недифференцированных, клеток.

Поверхностные свойства раковых клеток обладают рядом особенностей. К ним относятся потеря контактного торможения (т.е. эти клетки не прекращают делиться после того, как вступили в контакт между собой), аномальная двигательная активность, включая способность расти поверх других, утрата адгезивных свойств клеточной мембраны и повышенная ее текучесть, потеря некоторых мембранных компонентов, изменение антигенных свойств мембраны и ее транспортных механизмов, а также аномальная секреция протеолитических ферментов.

Опухоли одного и того же типа не всегда выглядят одинаково и не обязательно имеют одну и ту же динамику развития.