子宫颈癌是由于人类乳突病毒长期慢性感染子宫颈上皮细胞，导致上皮细胞化生不良（Epithelial cell dysplasia），进而癌化。其中第十六型人类乳突病毒慢性感染易造成鳞状细胞癌；第十八型人类乳突病毒慢性感染易造成腺癌。流行病学上，第十六型人类乳突病毒感染的盛行率高于第十八型人类乳突病毒感染，是故临床上子宫颈癌以鳞状细胞癌表现为主，腺癌则相对少见。
以阴道内诊可发现病灶处出现如草莓表面般的punctation pattern，严重时这些punctation pattern甚至会相连成Mosaic pattern的血管网。子宫颈切片显微镜下可发现细胞化生不良（dysplasia，依化生不良的上皮细胞厚度决定CIN classification）。子宫颈抹片在显微镜下可观察到癌细胞常见的高核质比（High N/C ratio）及病毒感染常见的细胞挖空现象（koilocytosis）。
宫颈上皮内瘤样病变（Cervical intraepithelial neoplasia, CIN）分为三个级别。