(一)發病原因
本病是骨惡性腫瘤中最多見的一種，下肢負重骨對外界因素如病毒作用使細胞突變，可能與骨肉瘤形成有關，骨肉瘤系從間質細胞系發展而來，腫瘤迅速生長是由于腫瘤經軟骨階段直接或間接形成腫瘤骨樣組織和骨組織。
典型的骨肉瘤源于骨內，另一與此完全不同的類型是與骨皮質并列的骨肉瘤，源于骨外膜和附近的結締組織，后者較少見，但預后稍好。
(二)發病機制
腫瘤源于長管狀骨干骺端部的骨髓腔，隨后可穿透骨皮質并揭起骨外膜，骨膜穿孔，在肌肉內也能發現軟組織腫物，一般情況下，腫瘤中央部的骨化較四周為重，骨化部分為黃色砂粒狀，細胞較多的區域韌性較大，呈白色，腫瘤的縱刮面血管豐富，易出血，骨的干骺端和瘤體之間分界不清，骺板常不受侵犯，到晚期骺板破壞也較骨皮質輕，關節面的玻璃軟骨也能防止腫瘤侵入關節內，偶爾在同一骨的不同高度出現兩處原發腫瘤，即所謂的跳躍型的病變，在選擇截肢平面時應予注意。
病理診斷的難易程度差別很大，如標本內含大量肉瘤樣基質，則腫瘤骨和骨樣組織不難明確區分，但有些切片內看不到腫瘤骨樣組織，只有膠原條索，包以腫瘤細胞，腫瘤生長不太旺盛的區域只有細胞的間質，有的腫瘤主要是新生的軟骨和不典型的棱形細胞。
骨肉瘤的病理可分為4型：第1型主要是骨樣組織;第2型骨樣組織和骨組織并存;第3型沒有骨樣組織和骨組織，只有膠原纖維;第4型很少見，其主要成分為軟骨細胞和形態不一，分化不良的腫瘤細胞，病理所見和臨床聯系考慮是有價值的，單憑病理所見不能估計腫瘤生長的速度，轉移的途徑和患兒生存的時間，細胞核分裂情況是衡量腫瘤生長快慢的標志，但對估計預后的作用不大。