胶质母细胞瘤又称多形性胶质母细胞瘤，即星形细胞瘤Ⅳ级，可以由低级别的星形细胞瘤恶变而来。大多数发生于大脑半球皮质下的白质，其次在脑干。肿瘤浸润性生长，常有广泛的出血坏死和患侧的脑水肿。组织病理学形态多样，按细胞形态可分为梭形细胞型、多形细胞型、小圆细胞型、巨细胞型等。本肿瘤为高度恶性肿瘤，而肿瘤细胞又呈多样性，需注意鉴别诊断。肿瘤细胞的多形性和异型性，较广泛的出血、坏死、退行性变(如粘液变性、脂肪变性、细胞间互相分离等)，在坏死区周围肿瘤细胞呈栅状排列以及明显的血管反应，如出现肾小球样血管丛和肿瘤边缘区的动静脉瘘等，这些特点比在其他类型间变性神经上皮性肿瘤中更明显，鉴别时很有参考意义。另一方面需注意与转移性肉瘤或癌鉴别，因为它们的治疗方法不尽相同。胶质母细胞瘤可以很像纤维肉瘤、多形性横纹肌肉瘤或梭形细胞鳞状细胞癌等，在小块活检组织上有时可能误诊。低分化的胶质母细胞GF仰可能阴性，但肿瘤中常同时有较分化的瘤细胞仍呈GFAP阳性，而癌和肉瘤细胞为阴性。