卵巢胚胎性癌的病理形态与睾丸胚胎性癌相似，能产生AFP及HCG抗原。肿瘤大小不一，可有包膜或与周围组织粘连。切面灰白、灰红或紫褐色，出血、坏死常见。以实性为主，可有囊性变，囊内含粘液样物质。显微镜下，瘤细胞以较大的原始多形单核细胞为主，细胞境界不清，呈圆形或多边形，胞浆常空亮，核泡状，异型性性明显，核分裂象多见。瘤细胞呈实性片状排列，其中可见移行为不典型的管状、腺泡状或乳头状结构，肿瘤间质少，可呈假肉瘤样反应或呈水肿状。在实性细胞巢内或间质中往往可见单个散在的多核巨细胞，胞浆丰富、嗜酸或嗜双色，内含有红细胞大空泡，核2-8个不等，分布不规则，染色质丰富。此细胞酷似合体滋养叶母细胞。