Badania raka śródnabłonkowego za pomocą mikroskopu elektronowego wykazały, że istnieje charakterystyczna różnica budowy pomiędzy ra­kiem śródnabłonkowym a prawidłowym nabłonkiem płaskim, leukoplakią i metaplazją płaskokomórkową gruczołów szyjkowych.

W raku śródnabłonkowym komórki nabłonka są oddzielone od tkanki łącznej i podłoża blaszką podstawną, grubości 50 milimikronów, przez któ­rą komórki nowotworowe, w odróżnieniu od leukocytów, nie mogą praw­dopodobnie przejść i której brak w rakach naciekających.

Komórki warstw głębokich zawierają dosyć znaczny chondriom. Niektó­re z tych komórek, będące punktem wyjścia nieprawidłowych rozrostów, nie wykazują pełnego zróżnicowania strefy Golgiego. W komórkach warstw pośrednich brak prawidłowego różnicowania desmosomów oraz kłaczkowatego obrazu plazmy, charakterystycznego dla obecności glikogenu. W komórkach warstwy powierzchownej widać wydłużenie jąder, ułożonych równolegle do powierzchni nabłonka, lecz bez całkowitego i prawidłowego oddzielania się komórek nabłonkowych warstwy złuszczającej się.

Najważniejsze elementy raków śródnabłonkowych to brak różnicowa­nia się desmosomów i cytoplazmy (brak glikogenu). W warstwach po­wierzchownych może istnieć pewien stopień różnicowania komórkowego, lecz bez typowego rogowacenia.

Istnieją jednak pewne podobieństwa pomiędzy brakiem różnicowania raka śródnabłonkowego i niektórych zmian dysplastycznych: różnicowanie desmosomów jest niepełne, brak obszarów kłaczkowatych wskazujących na obecność glikogenu (Cartier, 1961).