恶性肿瘤细胞包括癌和肉瘤细胞两类，但在人类恶性肿瘤中，癌的发生率远比肉瘤为高，人们常常习惯地把这两类统称为癌细胞。癌细胞是从相应的正常组织细胞转变而来。癌细胞既有别于正常细胞，又不同程度地具有其发源组织的某些特征。癌细胞和正常细胞异同的程度，在演化过程中不断地发展变化，表现一系列从量变到质变的过渡形式，这是恶性肿瘤和其他疾病的重要差别之一。癌细胞的生物学特性有三：

(1)癌细胞的自主性： 癌细胞在不同程度上脱离机体控制，往往表现为不间断地生长繁殖和分化不良。这种特征称为癌细胞的自主性或自主性生长。其实癌细胞并非完全“自主”，早期的癌细胞常能对体内或引入体内的某些调节因子(如激素等)发生反应，但随着癌细胞的演进而逐渐失去此种反应能力，如乳腺癌可从激素依赖性逐渐发展成非依赖性。一般，在肿瘤发生和发展的过程中，“自主性”总是越来越大。自主性越大，则增殖速度越快，分化程度也越低。某些恶性细胞的生长速度并不一定超过正常组织，如创伤愈合中的上皮细胞、骨痂组织或正常情况下的小肠腺上皮细胞，增殖速度都远高于恶性肿瘤细胞，但其增殖受机体控制，在损伤修复之后，增殖即告停止或降低速度，并进行分化;或细胞增殖与脱落和死亡的速度相平衡(如肠上皮)，故不致形成肿瘤。有的癌细胞增殖很慢，但因细胞寿命很长，仍能形成肿瘤。在少数情况下，某些恶性肿瘤如儿童的成神经细胞瘤可停止生长，并分化成熟为良性组织;也有极少数恶性肿瘤“自发”消退。因此，癌细胞增殖和分化的调控就成为肿瘤细胞生物学的中心问题之一。目前的研究主要集中在分子和细胞水平，如环磷酸腺苷 (cAMP) 和环磷酸鸟苷(cGMP)、抑素、各种激素和细胞表面结构等均与此有关。有关细胞间联接亦已引起重视。电镜观察发现恶性细胞常缺乏正常细胞间的间隙联接，而这种联接正是细胞间进行物质和信息交换的重要孔道。癌细胞不受制约的增殖很可能与缺乏这类联接或丢失某些表面受体有关。如能阐明细胞生长和分化的调控机理的本质，就有可能设法使恶性细胞停止生长，并使其分化为良性组织。

(2) 癌细胞的浸润性和转移： 是区分良性肿瘤和恶性肿瘤的重要指标。良性肿瘤虽具有一定的自主性，即不断增殖形成肿块，并挤压周围正常组织，但不浸润至正常组织内。癌细胞的表面可发生一系列改变，如细胞间的粘着性降低，接触抑制消失，并能产生某些溶蛋白酶或纤维蛋白溶酶原激活物等，故癌细胞常易脱落、溶解和侵入周围的组织，或侵入血管、淋巴管，随血流或淋巴液播散到远处，在新的部位形成瘤块，给治疗带来困难，严重危害生命。

(3) 癌细胞特性的遗传： 癌细胞能把它的自主性、浸润性和转移的特征遗传给子细胞，故肿块可不断增长甚致广泛播散，但仍保留其原有的恶性行为。