(一)直接浸潤
由於大腸的黏膜下層、肌層血管較豐富，其周圍組織較疏鬆，故腫瘤細胞沿腸管周徑向腸壁深層浸潤，其浸潤範圍很少超越腫瘤上下緣2～3cm，癌腫可浸潤漿膜層並累及附近組織或器官，如腹膜、腹膜後組織、膀胱、子宮及輸尿管等，嚴重者可以發生直腸一膀胱瘻或直腸陰道瘻，癌腫浸潤的深度與預後有明顯關係。
(二)淋巴轉移
因大腸黏膜內無淋巴管存在，故只在腫瘤細胞侵犯腸壁肌層後才開始通過淋巴轉移;淋巴轉移按先平行後垂直的順序進行，即先轉移到與腸道平行的結腸旁淋巴結，然後再轉移到腸繫膜血管處的淋巴結。但直腸癌與其不同，其淋巴一流出直腸壁後，立即沿直腸上血管走行，很少發生逆行性轉移，直腸癌的淋巴轉移發生率與轉移程度比結腸癌重。淋巴結轉移的有無以及轉移的個數對預後有很大影響。
(三)血行轉移
癌組織多在侵犯小靜脈後才沿門靜脈轉移至肝內，大腸癌診斷時10%-15%病例已有肝轉移，屍檢資料2/3以上病例有肝轉移;亦可經椎旁靜脈叢向肺轉移、經體循環轉移到肺、腦、腎、腎上腺及骨骼等處：距肛門緣6cm以下的直腸癌血行轉移率最高，可達50%，其次為上段直腸癌，約在20%以上。結腸癌的血行轉移率不足10%。
