構成所有的惡性黑色素瘤只有一種惡性細胞類型，即被稱作黑色素細胞的惡性色素產生細胞，但它們通過其形態，如梭形、圓柱形，而存在一些很少的區別。雖然眼部惡性黑色素瘤的形態是決定其行為的一個有意義的指標，但在皮膚惡性黑色素瘤中，每一種類型的形態基本類似。 即使它們的細胞不是黑色或暗褐色時，所有的黑色素細胞都含有色素小顆粒。
黑色素瘤發生于中老年人較多，男比女多發。好發下肢足部，其次是軀干、頭頸部和上肢。癥狀主要為迅速長大的黑色素結節。初起可于正常皮膚發生黑色素沉著，或者色素痣發生色素增多，黑色加深，繼之病變損害不斷擴大，硬度增加，伴有癢痛感覺。
黑色素瘤的病損有的呈隆起、斑塊及結節狀，有的呈蕈狀或菜花狀。向皮下組織生長時則呈皮下結節或腫塊型，向四周擴散者則出現星狀黑斑或小結節。常見表現是黑色素瘤的區域淋巴結轉移，甚者以區域淋巴結腫大而就診。到晚期由血流轉移至肺、肝、骨、腦諸器官。
在所有的病例中，都有產生黑色素——黑的色素所必需的酶。當惡性黑色素瘤擴散時，它們通常并不產生黑色素，因此被稱為無色素沉著型，但是無色素沉著和有色素沉著型惡性黑色素瘤的惡性程度幾乎是一樣的。 惡性黑色素瘤最常見于皮膚，但有10%出現在眼部。在皮膚的最常見種類被稱為表淺擴散型惡性黑色素瘤和小結節型惡性黑色素瘤，術語名稱即代表所描述的放大的疾病模型。 惡性黑色素瘤能夠出現在一些很少見的部位，如指或趾的指甲下，或在口腔、陰道或肛門內部的黏膜上。
中醫認為：惡性黑色素瘤發生由于風邪搏于血氣，變化所生；或脈絡之血，滯于衛分，陽氣束結而成；腎中濁氣混于陽，陽氣收束所致，和血凝氣滯等因素有關。