骨巨细胞瘤主要由多核巨细胞和较小的梭形或圆形的间质细胞组成，巨细胞很大，含核较多，有时可从几十到百余个，梭形或圆形间质细胞的形态。分布和排列是确定巨细胞性质的主要依据，一般将此瘤分为三级，一级属于良性，二级属于潜在恶性，三级属于恶性。肉眼观巨细胞瘤为易出血的肉芽组织，无包膜，由于易出血和坏死。因血红蛋白的变化可使肿瘤呈红棕色或绿色，血肿纤维化则使肿瘤呈灰白色，瘤组织坏死，可使肿瘤呈黄色或形成假囊肿，囊内可能含有胶状或棕色液体，在肿瘤进展过程中，骨破坏和再生交替反复，于是皮质骨向外扩张变薄，最后为肿瘤所穿破。