肿瘤的组织结构异型性是指肿瘤组织在空间排列方式上（包括细胞的极向、排列的结构及其与间质的关系等方面）与其来源的正常组织的差异。由于良性肿瘤的细胞异型性不明显，一般与其来源的正常细胞相似，因此诊断良性肿瘤的主要依据是其组织结构的异型性。例如纤维瘤的瘤细胞和正常纤维细胞很相似，只是其排列与正常纤维组织不同，呈编织状而且致密。恶性肿瘤组织结构异型性明显，瘤细胞排列更为紊乱，失去正常的排列结构、层次或极向。例如从纤维组织发生的恶性肿瘤—纤维肉瘤，瘤细胞很多，且大小不等，胶原纤维很少，排列更紊乱，与正常纤维组织的结构相差较远；从腺上皮发生的恶性肿瘤—腺癌，其腺体的大小和形状十分不规则，排列也较乱，腺上皮细胞排列失去极向，紧密重叠或呈多层，并可有乳头状增生。