胚胎性癌是由原始多功能生殖细胞发生的肿瘤，由原始上皮样未分化的生殖细胞组成。此癌属高度恶性。患者常表现为睾丸进行性增大，可有痛或无痛。本瘤来源于原始生殖细胞，这些细胞也可向滋养叶细胞或体细胞分化，故可同时伴有畸胎瘤或绒毛膜上皮癌。部分病例伴有绒毛膜促性腺激素增高，妊娠试验阳性。肉眼观察：睾丸轻至中度增大，外观变形，平均直径4厘米左右。肿瘤局部伸入睾丸间质和附睾，甚至更远处也并不少见。肿瘤质软，颗粒状，灰白、灰粉或灰褐色，常伴有局灶出血和坏死。切面肿瘤明显膨出，与周围睾丸组织界限不清，偶尔有纤维间隔和界限不清的囊或裂隙。光镜下：胚胎性癌是由胚胎性未分化上皮细胞和间质成分构成，瘤组织呈现不同的组织图像，可形成大小不等腺泡状、管状、乳头状结构和具有裂隙腔的实体瘤区。瘤细胞显示未分化上皮特征，呈现多形态。瘤细胞大小、形态和排列不一，细胞呈柱状或立方形，可以一种癌结构为主，也可是多种癌结构的混合。癌性腺泡腔可由一层或多层癌细胞围成，腺管间可互相吻合。实性胚胎癌应与精原细胞瘤区别。本瘤癌细胞界限不清，胞浆常透明空泡状，嗜双染性或同质性；核圆形或卵圆形，核膜粗糙而不规则，可有一个或多个核仁，见有核内空泡；核分裂像常见。可见单核或多核瘤巨细胞，有时见有合体滋养叶细胞，或偶见胚胎样小体存在。肿瘤间质可含有原始的间充质，梭形间质细胞构成疏网状结构，或丰富的细胞呈肉瘤样，间质也可以是富于胶原纤维并玻璃样变，但间质内的淋巴细胞浸润和肉芽肿样反应不常见。诊断睾丸胚胎性癌时应注意与精原细胞瘤相鉴别。胚胎性癌间质缺乏淋巴细胞浸润有助于两者的区别。此外，胚胎性癌的细胞界限通常远不如精原细胞瘤清楚。胚胎性癌的间质也无肉芽肿反应，但有些区域可类似于细胞滋养层。