垂体瘤大多数为良性腺瘤，少数为增生或腺癌。肿瘤的体积可大可小，嗜酸细胞性或嗜碱细胞性腺瘤体积往往较小，而嫌色细胞性腺瘤则可较大，早期小者生长在鞍内，晚期大者往往向鞍外发展，小的肿瘤常呈球形，表面有光滑的包膜，大者多数呈不规则的结节状，包膜完整，可压迫和侵蚀视神经交叉，下丘脑、第三脑室和附近的脑组织。第三脑室受压后可引起侧脑室扩大和积水。肿瘤偶尔也可侵蚀蝶骨并破坏骨质而长入鼻咽部。若为恶性肿瘤，则癌肿组织可浸润和破坏蝶鞍周围的结构。瘤内可出血、变性而形成囊肿。

　　光镜下，嫌色细胞性腺瘤细胞呈多角形或梭形，作片状或条索状排列，细胞核较小和轻度不规则，呈圆形或椭圆形、胞浆染色淡，可含有细颗粒或不含颗粒而呈透亮状。间质为丰富的薄壁血窦，瘤细胞可沿血窦排列成假乳头状。常可见到出血、囊性和钙化等变化。嗜酸细胞性腺瘤的瘤细胞呈圆形或多角形，边界清楚，呈片状或丛状分布，细胞体积普遍较嫌色细胞者为大，核圆、有核仁，胞浆丰富，内含许多较粗的颗粒，间质中血管较嫌色细胞者少。嗜碱细胞性腺瘤的瘤细胞为多角形或圆形，体积较大，细胞核圆形居中，胞浆丰富，含有许多嗜碱性粗颗粒。此型腺瘤的瘤细胞常易发生空泡状和玻璃样变性（即Crooke′s change）。间质中血管丰富，常呈玻璃样变性，部分腺瘤组织中可含一种以上的瘤细胞称为混合型腺瘤，常见的是嫌色细胞与嗜酸细胞的混合型。垂体腺癌或垂体瘤恶变时，常见瘤细胞较丰富、异形和核分裂，并见瘤细胞呈浸润性生长入蝶鞍周围组织，或有远处转移。

　　电镜下发现生长激素腺瘤及泌乳素腺瘤细胞内颗粒较大，可分二种，一种为颗粒致密型，以泌乳素细胞内颗粒最大，平均直径大约600nm，最大可达1200nm，伴错位胞溢，内质网明显，排列成同心轮（称nebenkem）状。生长激素细胞内颗粒次之，直径多数为350～450nm，两种细胞的粗面内质网与高尔基复合体均发达丰富。另一种为颗粒稀少型，颗粒小而稀，生长激素细胞内颗粒100～250nm，泌乳素细胞内颗粒卵圆形，长径约250nm。促肾上腺皮质激素腺瘤细胞呈球形或多角型，核内圆形或卵圆形，胞浆基质深，糙面内质网和核糖体皆丰富，高尔基复合体明显，内含致密型颗粒，圆形或不规则形，直径250～450nm。促甲状腺激素腺瘤及促性腺激素腺瘤极罕见。前者颗粒最小，直径约100～200nm，后者颗粒稀少，此二者以往均属嫌色细胞瘤。混合瘤中以多种细胞同时存在为特征。从电镜形态上目前尚难以分别其分泌功能，仅可用免疫组织化学法鉴定结合电镜发现，方可识别不同细胞的分泌功能。