子宫颈原位癌是从宫颈上皮内瘤样病变进展而来，包含在重度不典型增生即CINⅢ的分类中，它指的是当癌细胞占上皮内全层或接近全层，尚未穿破上皮基底膜侵入下方固有膜者。宫颈原位癌的异型细胞比各级非典型增生者更具有显著的多形性，上皮层完全为癌细胞所取代，细胞大小不一、形状不一、排列紊乱、层次不清、极向消失。细胞核大而浓染、核浆比值增大，细胞膜、细胞间桥及细胞境界不清，核分裂像散见于全层，并且可见病理性核分裂像。

宫颈原位癌癌细胞可由表面沿子宫颈内膜腺体外围蔓延，包绕腺管，甚至将柱状上皮部分或全部取而代之，有时癌细胞也可侵入腺腔而将其充填，这种现象称为原位癌累及腺体。

子宫颈上皮包分为鳞状上皮和柱状上皮两种，所以子宫颈原位癌实际上包含了宫颈原位鳞癌和宫颈原位腺癌两种类型。更多见的是宫颈原位鳞癌，宫颈原位腺癌的发生率据文献报导只有不到1％。