恶性胸腺瘤是癌症，也叫做胸腺癌或C型胸腺瘤，占胸腺瘤的20%-30%，肿瘤上皮有明显的异型性，缺乏不成熟的淋巴细胞，通常伴有浆细胞，可以分为两种亚型：
第一、Ⅰ型恶性胸腺瘤，此型最为常见，呈侵袭性生长，累及胸膜，可心包种植、远处转移，以纵隔和颈淋巴结、肺、肝和骨为主。
第二、Ⅱ型恶性胸腺瘤也叫做胸腺癌，临床上是呈恶性表现，组织学上为胸腺癌，不呈良性腺瘤和Ⅰ型恶性胸腺瘤的形态，无重症肌无力和其他全身表现，尽管少见，但各具特点。主要有以下九种类型，即鳞状细胞癌、淋巴上皮瘤样癌、肉瘤样癌、透明细胞癌、基底细胞样癌、黏液表皮样癌、乳头状癌、肝样胸腺癌、小细胞癌和鳞状小细胞癌，上面列举的胸腺癌特殊类型，均具有明确的上皮的形态特点，对于鉴别诊断有用。Ⅱ型恶性胸腺瘤为高度恶性，常见侵袭性生长及远处转移，仅其中的基底细胞样癌和黏液表皮样癌预后较好。