肿瘤的生化、免疫及影像诊断虽有了很大的发展，但要确定肿瘤的性质，仍然主要依赖病理学诊断。病理检查是诊断肿瘤最标准最可靠的一种方法。它是将患病器官的分泌物制成涂片，或直接取下病灶小块组织制成切片或印片，放置显微镜下观察其细胞形态、结构等，确定肿瘤的性质。
病理学通常分为组织病理学和细胞病理学两大部分。病理学诊断不仅可判断肿瘤的良、恶性及其预后，更重要的是为治疗提供可靠的依据。但病理诊断也有局限性。因其活检标本、巨体取材和切片检查均属抽样检查，最终在光镜下见到的仅是病变的极小部分，有时不能代表整个病变。另外病理诊断是否可靠也与病理标本的选取有关。有时也有假阴性的结果。对临床诊断与病理诊断不符者，应及时复查病理诊断，若病理诊断确切无误，可考虑病理标本的选取是否相当。必要时重新取材，做再次病理诊断。以免造成误诊，贻误治病时机。
