【大体检查】
乳头状癌显示不同的大体形态。大多数病变为灰白色质硬，伴不规则的边界甚至见到浸润周围甲状腺实质。一些病变中营养不良性钙化，肿瘤中偶见骨形成。肿瘤大小从微小(<1mm)到几个厘米，也常见到多中心生长。许多肿瘤会出现囊性变，罕见肿瘤完全形成囊状。在一些肿瘤，原发肿瘤是实性的而淋巴结转移是囊性的。偶尔，肿瘤可起源于甲状舌管囊肿。乳头状癌可直接侵袭到甲状腺周围脂肪、骨骼肌、食管、喉和气管。
【肿瘤扩散和分期】
乳头状癌有扩散到淋巴管道的倾向，因此，有很大比例的病例在求诊时已见到局部淋巴结转移（见下图）。此外，在甲状腺中常常见到肿瘤微小病灶，这些肿瘤病灶与肿瘤主体是分开的，这是由于腺内淋巴道扩散，或更罕见的是多中心起源。也可发生静脉侵犯。依赖于患者的年龄、原发肿瘤的大小、甲状腺内播散和局部或远隔转移。
▲乳头状癌淋巴结转移▲
【组织病理学】
乳头状癌特征性的核包括：增大的、卵圆形、长的和重叠核。典型的核为清澈的或毛玻璃样。常见不规则核型包括核沟和核内假包涵体。在没有复杂乳头结构的肿瘤，乳头状癌的诊断则依赖于这些核的特征，但必须占肿瘤中相当大的部分。
乳头状结构表现为典型的复杂分支（见上图）。少见病例中乳头显著水肿。乳头是由上皮衬复，上皮细胞的极向紊乱，胞浆淡或嗜酸性。常见鳞状上皮化生。可有其他结构与乳头共存，而纯乳头状生长是不常见的。这些结构包括不同大小的滤泡，也能见到实性和梁状结构。肿瘤也可以是囊性的，囊的衬复细胞可见广泛的鳞状上皮化生。砂砾体是圆形和同心圆层状钙化，这个结构必须与砂砾样体相鉴别，后者可以出现在胶质内。乳头状癌的砂砾体与肿瘤细胞相伴随，在淋巴间隙或在肿瘤基质中。常见到肿瘤内硬化和肿瘤周围淋巴细胞浸润。
癌性乳头应与结节性甲状腺肿的乳头结构或伴乳头的滤泡性腺瘤相鉴别，也要与弥漫性增生中短的乳头状内折叠鉴别，后者的核是典型的圆形，位于胞浆基底部。而最重要的是缺乏乳头状癌核的特征。
【免疫组织化学】
乳头状癌呈细胞角蛋白(CK)、 甲状腺球蛋白(Tg) 和甲状腺转化因子-1 (TTF-1) 免疫阳性反应，但对突触素(Syn) 和铬粒素(Cg) 呈免疫阴性。大量免疫组化标记曾被用于确定乳头状癌的诊断。备选的标记包括S-100蛋白、HLA-DR、雌激素受体、高分子量CK、CK19 和RET。还有学者建议恶性乳头状病变的标记包括HBME-1和galectin-3。虽然galectin-3 和HBME-1 在乳头状癌是高比率表达，但对这种肿瘤并不呈特异性。CK-19被广泛应用于乳头状癌的标记，但也存在争论，因为在慢性淋巴细胞性甲状腺炎CK19也可呈免疫阳性，并且常与先前抽吸活检在同一位置。应用RET染色确定RET/PTC基因重排，要依赖于可靠的和可以得到的敏感抗体。
伴有转移的肿瘤典型地显示出p27的丢失或周期素D1的上调，而没有转移的乳头状癌呈p27免疫阳性和eyelinD1免疫阴性。
甲状腺源性转移性乳头状癌呈TTF-1和Tg免疫阳性，而肺原发性癌可呈TF-1免疫阳性但甲状腺球蛋白免疫阴性。在肺和甲状腺以外的乳头状癌对TTF-1和甲状腺球蛋白都呈典型的免疫阴性。
【组织病理学亚型】
一些乳头状癌显示特殊的特征，例如:某些生长方式、细胞类型和间质反应的混合。根据肿瘤中占优势的某种成分特征，而将其分类为特殊的组织学类型。
滤泡亚型(follicular variant)
大体上，很多这类肿瘤与有包膜的滤泡性肿瘤类似。它们是由小至中等大小、不规则形滤泡构成，实际上不含有乳头状结构。可呈免疫阳性，并且常与先前抽吸活检在同一位置。应用RET染色确定RET/PTC基因重排。要依赖于可靠的和可以得到的敏感抗体。
伴有转移的肿瘤典型地显示出p27的丢失或周期素D1的上调，而没有转移的乳头状癌呈p27免疫阳性和eyelinD1免疫阴性。
甲状腺源性转移性乳头状癌呈TTF-1和Tg免疫阳性，而肺原发性癌可呈TF-1免疫阳性但甲状腺球蛋白免疫阴性。在肺和甲状腺以外的乳头状癌对TTF-1和甲状腺球蛋白都呈典型的免疫阴性。
一些乳头状癌显示特殊的特征，例如:某些生长方式、细胞类型和间质反应的混合。根据肿瘤中占优势的某种成分特征，而将其分类为特殊的组织学类型。
还有其它亚型：
大滤泡亚型、嗜酸细胞亚型、透明细胞亚型、弥漫硬化型、高细胞亚型、柱状细胞亚型、实体亚型、筛状癌、乳头状癌伴筋膜炎样间质、乳头状癌伴岛样成分、乳头状癌伴鳞状细胞癌或黏液表皮样癌、乳头状癌伴梭形细胞和巨细胞癌、混合性乳头状癌与髓样癌。
