พยาธิสภาพที่พบบ่อยที่สุดคือ squamous cell carcinomas (SCC) มะเร็งชนิดนี้เกิดจากเยื่อบุผิว และอาจมีลักษณะที่เห็นด้วยตาเปล่า เป็น infiltrative ulcerative exophytic หรือ verrucous ลักษณะทางพยาธิของ SCC มีได้ตั้งแต่ well-differentiated จนถึง poorly-differentiated พยาธิสภาพชนิด well / moderately well-differentiated มักพบกับมะเร็งของริมฝีปาก จมูก ช่องปาก และกล่องเสียง ส่วนมะเร็งชนิด poorly-differentiated มักพบที่มะเร็งของ oropharynx, nasopharynx, hypopharynx และ supraglottis lymphoepithelioma มีลักษณะเป็น undifferentiated carcinoma และมี lymphocyte infiltration และพบได้จากมะเร็งของ nasopharynx, base of the tongue, tonsil และ hypopharynx และตอบสนองต่อรังสีดีมาก

นอกจากนี้อาจพบพยาธิสภาพอื่น ๆ ซึ่งพบไม่บ่อยนัก เช่น lymphomas, melonomas, olfactory esthesioneublastomas, plasmacytomas, adenocarcinomas และ sarcomas ส่วนพยาธิสภาพของต่อมน้ำลาย และโพรงไซนัสจะได้กล่าวในบทนั้น ๆ ต่อไป

Premalignant lesions ในบริเวณ หู คอ จมูก ได้แก่ leukoplakia, erythroplakia, hyperplasia และ dysplasia ซึ่งแต่ละชนิดสามารถกลายเป็นมะเร็งได้ ²⁵ leukoplakia ตามคำจำกัดความของ World Health Organization หมายถึง แผ่นสีขาวที่เยื่อบุผิวซึ่งขูดไม่ออกและไม่ได้เกิดร่วมกับโรคอื่น พยาธิสภาพของ leukoplakia พบเป็น hyperkeratosis และจะมี epithelial hyperplasia หรือไม่ก็ได้ leukoplakia ที่ไม่มี

epithelial hyperplasia ร่วมด้วยมีโอกาสน้อยกว่า 5% ที่จะกลายเป็นมะเร็ง ^26,27 ส่วน erythroplakia มีลักษณะเป็นแผ่นสีแดงคล้ายกำมะหยี่ละเอียด พยาธิสภาพของ erythroplakia มักมี epithelial dysplasia และมีโอกาสกลายเป็น carcinoma-in-situ และมะเร็งถึง 40% ^{26, 28}

Dysplasia เป็นพยาธิสภาพที่เซลล์มีความผิดปกติ เช่น มี mitoses, pleomorphism และ prominent nuclei ถ้าเกิด dysplasia ตลอดความหนาของ mucosa เราเรียกพยาธิสภาพนี้ว่า carcinoma-in-situ dysplasia มีโอกาสกลายเป็นมะเร็งได้ 15-30% ^{29, 30}