恶性肿瘤细胞表型被包含在“肿瘤性转化”(neoplastic transformation)的含义之中，“肿瘤性转化”在许多方面与正常细胞不同。肿瘤性转化有的主要表型变化分述如下：
(1)对生长控制反应的丧失(loss of response to growth controls)：所有肿瘤细胞包括良性和恶性肿瘤细胞，其基本特性之一为增殖失控。肿瘤细胞好似寄生于宿主体内的微生物，它不受宿主的神经体液所控制，亦不受其周围环境的影响，表现为所谓自主(autonomy)性生长，即使宿主体内多种组织细胞处于消耗性萎缩状态，肿瘤细胞也能摄取宿主体内的营养物质而不断增殖。
这种自由性生长的机制尚不十分清楚，一般认为是由于肿瘤细胞质膜的变化，如膜表面糖蛋白分子发生改变，从而使转化细胞失去对神经内分泌的正常调节作用或逃避机体的免疫监视作用。
(2)接触抑制的丧失(loss of contact inhibiton)：当体外培养时，正常细胞在培养基的表面形成一单层细胞群;当它们相互接触时，细胞分裂和运动即行停止，这就是接触制(contact inhibition)。恶性肿瘤细胞则不同，即使相互接触仍能无序地生长、堆集，在培养基上形成多层细胞群。因此细胞与细胞间信号转导的调节作用丧失。
以往对这种现象的解释，认为正常细胞相互接触后产生一种所谓“抑素”(chalone)的物质，但该物质至今未能被提纯。近年来有学者提出，肿瘤细胞除膜脂发生变化外，膜蛋白也有变化。某些正常细胞的增殖，不仅受其本身基因的调控，而且产生一种谓之大三转化敏感蛋白(large external transformation sensitive protein，LETS)。LETS蛋白是一种高分子量糖蛋白。实验证明，当细胞发生接触抑制时，这种蛋白明显增加，由此认为它是一种“终止细胞增殖的信号”。肿瘤性表型最有意义的变化之一就是细胞膜上蛋白含量减低甚至缺失，以致细胞丧失接触抑制。
(3)生长的锚着依赖性丧失(loss of anchorage dependence for growth)：正常细胞必须依附于适宜的表面才能生长，悬浮在液体或半固体状态中培养则难以很好地生长，此现象称为生长的锚着依赖性。转化细胞失去的这一特点，能混悬于液体或半固体(特别是软琼脂)中生长，不再依赖于锚着。对转化细胞的各种生长特点逐一对比研究，发现许多特点均不与植入体内的成瘤性相关，唯独锚着依赖性和转化细胞的体内成瘤性及转移力相关，因此它是据以判断体内成瘤性的可靠指征。
(4)细胞生长的密度依赖性抑制作用降低(diminished density-dependent inhibition of cell growth)：培养基中的正常细胞增殖到一定密度后即停止生长，这种现象称为细胞生长的密度依赖抑制作用。细胞培养过程中有赖于培养基中血清所含的许多成分，诸如蛋白质、维生素、激素和矿物质等，当培养基中缺乏细胞生长的必需成分，则培养基变成“密度抑制性”。肿瘤性转化细胞一个显著的特点是对血清成分的需求降低了，这样便降低了细胞生长的密度依赖抑制作用，表现在一定容积内细胞生长的饱和密度增加。
(5)恶性肿瘤细胞的“永生性”(immortality of malignant tumor cells)：正常细胞在体外传代培养中，分裂增殖到一定的次数，比如连续传代30～50次，终于到达一个临界点，此时它们虽仍保持存活力但停止增殖，可停滞于非增殖状态一个较长时间，这一现象称为“增殖衰减”，于1965年由Hayflick所描述。所称“Hayflick”限定。恶性肿瘤细胞则不同，细胞增殖衰减过程丧失，能不断增殖。这种无限增殖能力，称为“永生性”。实验所用不断繁殖的细胞，谓之“细胞系”如人们熟知的一种标准瘤细胞系——Ehrlich腹水癌从1932年建立至今已保存了数十年之久，仍被广泛用于实验研究。
(6)可移植性(transplantability)：正常细胞除纤维母细胞外，当将其移植于异体后，由于宿主的排异反应，多不容易生存。而恶性转化细胞被移植于宿主体内可以不断地生长繁殖，形成移植瘤。自从Rygarrd和Povlson首次将人结肠癌癌细胞在裸鼠(无胸腺小鼠)移植成功，迄今大多数人恶性肿瘤均已在裸鼠建立了移植瘤。
(7)恶性肿瘤细胞表型的不可逆性(irreversibility of the malignant cell phenotype)：现普遍认为当某种细胞一旦获得恶性转化表型，其过程即具有遗传性及不可逆转性。Foulds(1949～1969年)通过小鼠乳腺癌的研究，提出了肿瘤演进的概念，认为肿瘤在生长过程中往往不断获得新的生物学性能，恶性程度递增，几乎总是向着更富于侵袭性方向发展。这一概念为后来许多临床观察和实验性研究所证实和充实。现已成为肿瘤生物学中重要的基本原理之一。
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