从组织学上基底细胞癌可分两类，即未分化类和分化类。分化性轻度向皮肤附属器即毛发、皮脂腺与大汗腺或小汗腺分化。但无明显界限，因很多未分化类也可在某些区域表现一些分化，而大多数分化类在某些区则缺乏分化。结合临床损害形态，结节溃疡性可示分化或未分化，而色素性、浅表性和纤维上皮瘤性，常示极低分化或未分化。结合临床和组织学分类，所谓结节溃疡性基底细胞癌和痣样基底细胞癌综合征，线状单侧性基底细胞痣和Bazex综合征可示分化或不分化，而另外4种基底细胞癌，即色素性，硬皮病样性、表浅性和纤维上皮瘤性则常示极少分化或末分化。其组织学分类如下：

(1)实性基底细胞癌(solid basal cell carcinoma)：又称原基性基底细胞癌。表现为嵌于真皮内的大小不等形状不一的瘤团，90%以上基底细胞癌可见瘤细胞团与表面表皮连接，偶见瘤团与外毛根鞘接触。瘤团周围层常示栅状排列，而其中细胞核则无一定方式。
(2)角化性基底细胞癌(keratotic basal cell carcinoma)：亦称毛发型，除末分化细胞外，有角化不全细胞和角囊肿。角化不全细胞有长的胞核和轻度嗜酸性胞浆，与未分化细胞的深嗜碱性胞浆不同。角化不全细胞排列成束，同心性旋涡状或围绕角囊肿。这些细胞可能是初期毛发角化细胞，有些类似正常毛干角质生成细胞区的有核细胞，由充分角化细胞组成的角囊肿则代表倾向毛干的形成。正如毛干的角质化，角囊肿的形成无颗粒层细胞中间阶段。角化性基底细胞癌与毛发上皮瘤均有角囊肿，故有时二者难以区分，要借助临床资料确定。此外，也不能将角囊肿与鳞状细胞癌的角珠混淆。

(3)囊性基底细胞癌(cystic basal cell carcinoma)：瘤小叶内有一或数个囊腔，大都由于瘤岛中央瘤细胞的渐进性坏死所致。在罕见病例中瘤岛中央细胞在崩解前表现为空泡状，提示向皮脂腺分化。
(4)腺样基底细胞癌(adenoid basal cell carcinoma)：表现为管状腺样结构。细胞排列成相互交织索并呈放射状围绕结缔组织岛，使肿瘤呈花边状。

(5)色素性基底细胞癌(pigmented basal cell carcinoma)：银染色，可见瘤细胞团中有散在的黑色素细胞。这些黑色素细胞的胞质及其树状突内有很多黑色素颗粒。瘤细胞常含极少量黑色素，但在瘤团周围结缔组织间质内却有很多噬黑素细胞。
(6)硬斑病样基底细胞癌(morphealike carcinoma)：此型中结缔组织的参与要比其他类型基底细胞癌多得多。无数个排列成长索状瘤细胞群，嵌于致密纤维性间质中。大多数细胞索狭窄，常只有一层细胞厚，类似乳腺癌转移的铠甲癌所见。

(8)纤维上皮瘤型基底细胞癌(epithelioma type basal cell carcinoma)：此型瘤细胞排列呈细长并分支吻合的条索，嵌于纤维性间质中，大多数条索与表皮连接，沿上皮索周围到处可见呈栅状排列的深染细胞。肿瘤位置浅，下界鲜明。
2.免疫组织化学 基底细胞癌细胞角蛋白(cytokeratin)染色阳性。alpha-2和β1intergrin染色亦呈阳性，但细胞间黏附分子1(1CAM-1)，白细胞功能抗原la(LFA-la)和血管细胞黏附分子1(VCAM-1)阴性。有时肿瘤细胞HLA-DR抗原阳性。大多数肿瘤细胞p53蛋白表达阳性。

基底细胞癌颅内侵犯和肺转移。基底细胞癌发展缓慢，可在20～30年内处于较稳定状态。如不予治疗，常破溃，缓慢向深部组织侵犯，特别是在面部，可破坏鼻、耳、眼眶和上颌窦等处的软骨或骨骼，引起出血或颅内侵犯，但较少发生区域性淋巴结转移。很少血道转移。转移处多为肺脏。

基底细胞癌颅内侵犯和肺转移。基底细胞癌发展缓慢，可在20～30年内处于较稳定状态。如不予治疗，常破溃，缓慢向深部组织侵犯，特别是在面部，可破坏鼻、耳、眼眶和上颌窦等处的软骨或骨骼，引起出血或颅内侵犯，但较少发生区域性淋巴结转移。很少血道转移。转移处多为肺脏。

多见于面色较淡的人及头面等曝光部位，说明长期日晒与本病的发病密切有关。其他如砷剂、大剂量X线照射、煤焦油衍生物、烧伤、瘢痕和慢性炎症(窦道、小腿溃疡、汗腺炎等)均为本病发病的危险因素。免疫减弱的患者，可能由于细胞中介免疫受损和增加对致瘤病毒的易感性，增加了发生基底细胞癌的危险性。患者的免疫系统影响着此肿瘤的发病机制和预后。环境中的致癌因子如致癌病毒，可被伴随着的免疫抑制所加强。器官移植的患者发生基底细胞癌比正常人高10倍以上，而在这些损害里发现疱疹病毒样DNA序列。某些组织学类型在免疫抑制患者中更多见如硬皮病样基底细胞癌，在免疫抑制患者中，要比结节溃疡型基底细胞癌常见。表浅型基底细胞癌则多见于糖尿病和(或)慢性肾功衰竭以及感染HIV的患者。某些遗传病如白化病，色素性干皮病，Rasmussen综合征，Rombo综合征，Bazax综合征和Darier病，使基底细胞癌的发病率增高。