肉眼观察可分为结节型、浸润型及混合型三种：

　　 （一）结节型 约占２／３，多呈球形或不规则结节状，有时呈楔形，其尖端突向脑室，底部则与脑膜平行，多发约占２／３，单发者体积较大。肿瘤大多为实质性，质软脆。切面呈颗粒状，有纤维间隔，色泽随肿瘤血供多少、瘤内有无出血及组织来源而异：肺癌转移多呈灰黄色或灰褐色；绒癌转移呈暗红色或玫瑰色。瘤内发生坏死，液化者可形成假性囊肿，内含黄褐色或绿色坏死液化组织碎屑，有时肺癌转移可伴有继发性脑脓肿。肿瘤边界清楚，周围脑组织有明显水肿，水肿程度与瘤结节体积不成比例，与肿瘤血供，血管渗透性，局部代谢状况及可能瘤细胞分泌致水肿胶原等因素有关。镜下可见肿瘤细胞形态不一，沿血管周围间隙侵入软化坏死的脑组织，瘤细胞呈片状、团块状、条束状或腺体状排列，周围脑组织中有胶质细胞增生，淋巴及大单核细胞浸润，瘤细胞形态与原发灶相似，有时分化程度更低，结构排列更紊乱，核仁清楚，分裂相多见，染色质呈网状。颅内转移癌有时与多形性胶质母细胞瘤难以鉴别，但后者核仁不明显，染色质亦常不清楚，银染色呈阳性，而转移癌则常为不嗜银性。
 
　　 （二）弥漫浸润型 少见。肿瘤常沿脑膜浸润，又称脑膜转移瘤。软脑膜、蛛网膜及硬脑膜均可弥漫增厚，并有许多小病灶侵入脑实质，常见于脑底，亦见于脑表面，呈散在斑点状或片状生长，灰白色，脑回及血管结构不清，肿瘤结节或大或小，甚至须在显微镜下方可看清者。肿瘤可堵塞第四脑室侧孔或基底池产生脑积水。镜下见瘤细胞在脑膜内广泛浸润，并沿血管周围间隙侵入脑实质，颅神经等。并有不同程度纤维结缔组织增生，瘤细胞多呈柱状，常见于胃癌、支气管腺癌的粘液性瘤细胞。

 
　　（三）混合型 以上两种类型病理改变同时存在。