在顯微鏡下構成腎癌的主要細胞是透明細胞。這些細胞的核小而染色很深。胞漿透明含有豐富的脂質和糖原。另一類是顆粒細胞（又稱暗細胞），這種細胞的胞漿充滿細小的顆粒。８０％左右的腫瘤組織由透明細胞或透明細胞和顆粒細胞混合組成。一般認為如顆粒細胞比較活躍，其惡性程度就較透明細胞為高。有時腎癌細胞可形成乳頭狀，稱為乳頭狀腺癌，細胞核染色較深但分裂相不多，這種腎癌較易出血。此外還可有惡性程度很高的未分化癌。細胞呈梭形，核較大，分裂相很多，呈肉瘤樣結構。

　　 腎癌可通過原發腫瘤逐步向鄰近組織和器官侵犯而播散，也可通過淋巴管或靜脈向外轉移。

　　 低度惡性的腫瘤常保持完整的包膜，雖然體積巨大，仍可沒有轉移。惡性較高的腎癌，雖肉眼看來腫瘤包膜完整，但在顯微鏡下癌細胞往往已浸潤和穿出包膜，隨著腫瘤的長大而侵入腎周圍脂肪。腎癌的繼續向外發展可穿破腎周圍筋膜而侵入鄰近器官，其中較常見者為結腸。此外，尚可侵入肝、脾、胰腺、腎上腺及橫膈等。向內侵入腎盂后常發生血尿，在腎盂造影圖上的表現類似腎盂腫瘤。

　　 據統計，有２５％左右的腎癌都有淋巴結轉移，主要是腎蒂、主動脈及下腔靜脈周圍的淋巴結（區域淋巴結）。

　　 腎癌有向靜脈侵入的傾向。在靜脈（腎內靜脈、腎靜脈及下腔靜脈）內形成癌栓，并可通過靜脈向遠處轉移。腎癌的轉移可早可晚。少數惡性很高的腎癌在原發腫瘤體積還很小或還沒有被發現時已有遠處轉移。也有些病例在腎癌切除多年之后可出現轉移。

　　 Ｂｅnｎｉｎgtoｎ和Ｋradjian報道在５２３例有轉移的患者中，５５％有肺轉移，３３％有淋巴結轉移，３３％有肝轉移，３２％有骨轉移，１９％有腎上腺轉移，１1％有對側腎轉移，５％有腦轉移，５％有心臟轉移。腫瘤直徑達１０～２０ｃｍ者，多數已向外侵犯或轉移。

　　 為了較準確地估計治療腎癌的效果以及判斷其預后，一般可依據手術結果的病理分期進行推測。過去都按Floｃｋs和Ｋａdesｋｙ的分期方法，后來Ｒobsoｎ和同事們作了改進，分成下列４期：第Ｉ期：腫瘤局限于腎包膜之內，腎周圍脂肪、腎靜脈及區域淋巴結未受侵犯。第Ⅱ期：腫瘤已侵入腎周圍脂肪，但尚局限于腎周圍筋膜之內，腎靜脈及區域淋巴結未受侵犯。第Ⅲ期：腫瘤已向區域淋巴結轉移。腎周圍脂肪、腎靜脈及下腔靜脈已有或尚未受到侵犯。第Ⅳ期：腫瘤已侵及鄰近器官（腎上腺除外）或已有遠處轉移。