日光性角化病的组织象示表皮病变处与周围正常部分明显划分，因切面关系其界线从不呈直形而大都为斜行。末端毛囊和毛囊漏斗外毛根鞘以及汗腺导管一般不受累。常可分为三型：
①肥厚型：轻至中等度乳头状瘤增长，表皮明显角化过度，灶性粒层增厚或消失，部分角化不全。棘层肥厚与萎缩相交替，表皮突略向下不规则延伸。整个棘层细胞排列紊乱，有的不典型，其大小、形态以及核染色深浅不一，核仁清楚，脑浆有时大部分都空泡化;核分裂相较多见，且不典型。皮角系肥厚型日光性角化病，惟角化过度特别显著，成为角样。
②萎缩型：整个表皮萎缩，轻度角化过度。不典型细胞主要见于基层，核大而深染，排列致密，基底上常出现裂隙或腔隙，其中可见棘突松解的角化不良细胞。此型若不典型细胞增生活跃和有侵袭时，即发展成棘突松解型鳞状细胞癌。
③原位癌样型：与表皮原位癌相似，但若连续切片，观其是否侵袭末端毛囊和毛囊漏斗外毛根鞘或汗腺导管而可区分。在上述三型中，均可见真皮上部嗜碱性变性和以浆细胞为主相当密集的慢性炎性细胞浸润。