腺癌多位于肺周边部，界限清楚。还可以见到相关的纤维化和胸膜的皱缩。肿瘤可穿过胸膜达胸壁。肿瘤是否穿透胸膜在临床分期很重要，可能需要弹力纤维染色来证实。肿瘤灰白色，可见出血和坏死。如果肿瘤产生一定量的黏液，切面可见发亮区或黏液样区。

这些位于外周的肿瘤常与支气管无关，但常发生恶性胸腔积液，由于这个原因痰检标本中腺癌明显少于鳞状细胞癌。镜下常见支气管腺癌形成腺腔结构，肿瘤可以由分化好和分化差的成分混合存在。细胞内黏液需要通过特殊染色黏液卡红染色或PAS染色来证实。

另外乳头状或小管状结构也可以见到,腺癌还可以有不常见结构:透明细胞、印戒细胞和梭形细胞。病理上腺癌必须与间皮瘤相鉴别。这一点对于细胞学标本来说很困难，而且需要其他辅助的方法帮助才能准确分型。

腺癌细胞与鳞状细胞癌或大细胞癌相比，更加相对一致。细胞较大，核较大，核浆比值较高，有明显的嗜酸性核仁。胞浆内可见空泡，说明有黏液产生。与鳞状细胞癌不同，细胞的界限不清楚。组织学分级有分化好、中等分化或分化差三个级别，大多数为中等分化。腺癌一般不需要做免疫组化就能确诊，但在区分原发、转移或间皮瘤时需要做免疫组化。