甲状腺乳头状癌是表现有滤泡细胞分化，具有典型的乳头/滤泡结构及特征性核改变的恶性上皮性肿瘤。根据组织学构象和细胞学特征可将甲状腺乳头状癌分为普通型和特殊类型两大类。普通型甲状腺乳头状癌，其大体：肿块包膜不完整，大小一般为一至数厘米不等。小者肉眼不易查见，称为微小癌，大者可达10cm。切面灰白，或棕黄色，粗糙或呈绒毛状外观，质实，边界不清，有的似纤维瘢痕样。部分病例有砂粒感。少数病例呈囊性，腔内含咖啡色稀薄液体，有的腔内充满类胶质，内壁见乳头状突起。多数为单发性，部分病例有多个病灶。偶尔见到广泛累及甲状腺和邻近组织而形成巨大肿块的病例。根据大小和范围乳头状癌健为乳头状微小癌（肿瘤最大直径小于1cm，临床上无症状和体征。）、甲状腺内型乳头状癌（肿瘤局限于甲状腺内，未侵破甲状腺被膜。）和甲状腺外型乳头状癌三型（肿瘤侵破甲状腺被膜，累及邻近组织、器官。）。显微镜下：肿瘤的基本结构为有纤维血管轴心的乳头和由瘤细胞构成的滤泡。乳头细长或短钝，长者具有复杂的分支。一般以无分支乳头为Ⅰ级，第一次分支乳头为Ⅱ级，第二次以上分支乳头为Ⅲ级。乳头状癌多数为Ⅱ-Ⅲ级乳头。乳头横断面呈多边形、圆形或卵圆形。纤维血管轴心水肿，使乳头变得粗大、肿胀、淡嗜伊红染，也可发生透明变性。被覆于乳头表面的瘤细胞呈单层或复层，立方形、低柱状或多边形，胞体肥大，胞浆丰富，呈淡粉染或略嗜酸性，均质状。细胞排列紧密紊乱，核较正常滤泡上皮细胞核大，圆形、卵圆形或不规则形，核分裂像少见。细胞核的特征是：1、毛玻璃核：即核染色质均细淡染如粉尘状，核膜清楚，核仁小或缺乏，似毛玻璃状。2、核内嗜酸性包涵体：由胞质内陷入核造成。在常规切片中，呈淡均质红染的球状小体，有一与核膜相似的膜包裹，出现于核的不同部位，可占据核的一小部分或大部。3、核沟：多见于卵圆形或梭形核，在常规切片中常表现为贯穿核纵轴的苏木素线条。上述三个特征为诊断甲状腺乳头状癌的重要依据。此外，尚有砂粒体、鳞状细胞团、纤维瘢痕灶、淋巴浆细胞浸润及囊性变等多种伴随病变。砂粒体：为圆形、分层状或同心圆状、嗜碱性的小体，直径5-10微米，在乳头状癌，约半数病例可见到砂粒体。常位于乳头的纤维血管轴心，瘤细胞团内或反应性增生的间质中，也可见于肿瘤周围正常的甲状腺组织内或转移瘤中。砂粒体的形成可能与瘤细胞变性坏死后钙盐的沉着有关。砂粒体的存在有助于乳头状癌的诊断。虽偶尔也可在滤泡癌、髓样癌和未分化癌中见到，但在非恶性甲状腺病变中却极少出现。因此若在看似正常的甲状腺组织中或颈淋巴结中发现砂粒体，则提示甲状腺乳头状癌存在的可能性极大。砂粒体在冷冻切片时实用价值更大。鳞状细胞团：少数病例存在的实性鳞状细胞癌灶可能是乳头状癌向鳞状细胞癌转化而形成的。纤维瘢痕灶：甲状腺乳头状癌常伴有明显的纤维组织增生并玻璃样变，形成不规则的瘢痕灶，少数病例呈结节性筋膜炎样纤维组织增生，其内查见少数瘤细胞构成的乳头、滤泡和散在单个瘤细胞，或缺乏瘤性成分，通常把此型称为硬化性癌或瘢痕癌。瘢痕周的瘤组织增生相对活跃。淋巴浆细胞浸润：极少数病例在肿瘤间质或邻近甲状腺间质中有较多淋巴浆细胞浸润，甚至形成淋巴滤泡。囊性变：少数乳头状癌可继发囊性变。乳头状结构越多，囊性变发生的机会越大。大多数囊性变的病例囊壁内衬有乳头状结构，但有一些病例囊壁内衬一层小的，类似良性的扁平上皮。腔内含咖啡色稀薄液体，有的腔内充满胶质。