肾癌常为单侧单病灶，左右侧发病数相似肾癌多数为圆形，大小十分悬殊。肿瘤无组织学包膜，但有被压迫的肾实质和纤维组织行成的假包膜，少数为均匀的黄色或棕色，多数体有出血、坏死、纤维化斑块，出血坏死可形成囊性，本身为乳头状囊腺癌。
肿瘤可破坏全部肾脏，并可侵犯邻近脂肪、肌肉组织、血管，淋巴管等，肾周围筋膜是防止局部扩散的一层屏障。肾癌易向静脉内扩展形成癌栓，可伸延进入肾静脉、下腔静脉。远处转移常见为肺、脑、骨等。
电镜检查见肾癌细胞大多数表现为不同程度的近曲小管的超微结构，认为肾癌发生于近曲小管。肾癌大多数为透明细胞癌，亦可同时或大多数为颗粒细胞，这种细胞形为梭状，有时酷似肉瘤，这种恶性程度较大的肾癌，称为未分化癌。
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