Τό μελάνωμα εἶναι ἕνα νεόπλασμα πού προέρχεται ἀπό τά μελανοκύτταρα τῆς βασικῆς στιβάδος τῆς ἐπιδερμίδος. Κατά μέσον ὅρο, ἕνα κύτταρο τῆς βασικῆς στιβάδος τῆς ἐπιδερμίδος στά δέκα εἶναι μελανοκύτταρο. Τά μελανοκύτταρα συγκροτοῦν μέ 30 – 40 παρακείμενα κερατινοκύτταρα – μέ τά ὁποῖα ζοῦν συμβιωτικά -, τήν ἐπιδερμιδική μονάδα μελανίνης (epidermal melanin unit).  

Πολύ περιστασιακά μποροῦν νά ἀνευρευθοῦν μελανοκύτταρα σέ στιβάδες ὑπεράνω τῆς βασικῆς στιβάδος τῆς ἐπιδερμίδος. Τά μελανοκύτταρα ἀποτελοῦν περίπου τό 3% τῶν κυττάρων τῆς ἐπιδερμίδος, ὁ δέ συνολικός τους πληθυσμός ὑπολογίζεται σέ 2 Χ 10 Χ 9, μέ μέσον ὅρο 1560 ± 110 κύτταρα ἀνά τετραγωνικό χιλιοστόμετρο.

Δέν ὑπάρχει σημαντική διαφορά στόν ἀριθμό μελανοκυττάρων ἀνά τετραγωνικό χιλιοστόμετρο δέρματος μεταξύ μελῶν τῆς Καυκασίας καί τῆς νεγροειδοῦς φυλῆς. Ὑπάρχουν ὅμως διαφορές μεταξύ διαφόρων τμημάτων τοῦ σώματος, π.χ. τριπλάσιος ἀριθμός στό πρόσωπο, ἀπ΄ ὅ,τι στόν μηρό. Χαρακτηριστικά, ἡ παρειά ἑνός ἀτόμου τῆς Καυκασίας φυλῆς περιέχει περισσότερα μελανοκύτταρα ἀνά τετραγωνικό χιλιοστόμετρο δέρματος ἀπ΄ὅ,τι ὁ μηρός ἑνός ἀτόμου τῆς νεγροειδοῦς φυλῆς. 

Τό μελανοκύτταρο συνθέτει ἕνα εἰδικό κυτταρικό ὄργανο πού παράγει μελανίνη, τό μελανόσωμα. Τό μελανόσωμα βρίσκεται στό κυτταρόπλασμα τοῦ μελανοκυττάρου καί ἔχει ὡς λειτουργία τήν βιοσύνθεση τῆς μελανίνης καί τήν ἐναπόθεσή της στό πρωτεϊνικό στρῶμα τοῦ μελανοσώματος. Τά μελανοσώματα διακρίνονται σέ εὐμελανοσώματα, ἐλλειψοειδοῦς μορφῆς (καστανόχρους-μαύρη μελανίνη), καί σέ φαιομελανοσώματα, σφαιροειδοῦς μορφῆς (καστανόχρους-κίτρινη μελανίνη, παροῦσα μόνο σέ κόκκινα καί ξανθά μαλλιά καί πτερά). Ἡ ἰδιοσυστατική χρώση ἑνός ἀτόμου ἐξαρτᾶται ὄχι μόνο ἀπό τήν συνολική ποσότητα τῆς μελανίνης ἀλλά καί ἀπό τήν σχέση εὐμελανίνης/φαιομελανίνης. Τά μελανοκύτταρα εἶναι τά μόνα κύτταρα τοῦ δέρματος πού παράγουν μελανίνη. Μελανίνη ἐπίσης σχηματίζεται στούς βλεννογόνους, στίς ρίζες τῶν τριχῶν, στόν ὀφθαλμό καί στίς λεπτομήνιγγες. Τά μελανοκύτταρα ἐμφανίζουν χαρακτῆρες ἐκκριτικῶν κυττάρων καί πράγματι, ἐκκρίνουν τό προϊόν τους, πού εἶναι τά μελανοσώματα, στά παρευρισκόμενα κερατινοκύτταρα. 

Τά μελανοκύτταρα ἔχουν δύο φυσιολογικές λειτουργίες: 

  • Ἀντιδροῦν στήν ἡλιακή ἔκθεση καί σέ ὁρμονική διέγερση μέ μεταβολή στό βάθος τοῦ χρωματισμοῦ τους 
  • Πολλαπλασιάζονται στά πλαίσια τῆς ἐπιδερμιδικῆς ἀπάντησης σέ τραυματισμό 

Ἀπουσίᾳ αὐτῶν τῶν ἐρεθισμάτων δέν ἀναγνωρίζονται μελανοκύτταρα πού πολλαπλασιάζονται. 

Ἔχουν ἀναγνωρισθεῖ ἕξι στάδια στό ἀνθρώπινο σύστημα ἐξελίξεως τοῦ καλοήθους μελανοκυττάρου πρός τήν κακοήθεια. 

  • Τό πρῶτο βῆμα εἶναι ὁ σχηματισμός τοῦ κοινοῦ μελαγχρωστικοῦ σπίλου, ὁ ὁποῖος κατά τήν διάρκεια δεκαετιῶν μπορεῖ νά αὐξηθεῖ, νά παραμείνει στάσιμος ἤ νά ἐξαφανισθεῖ 
  • Τό δεύτερο στάδιο εἶναι ὁ σπίλος πού ἐμφανίζει ἀρχιτεκτονική, ἀλλά ὄχι κυτταρολογική ἀτυπία, ὡς ἔκφραση ἄτυπης διαφοροποιήσεως 
  • Τό τρίτο στάδιο εἶναι ὁ ἄτυπος ἤ δυσπλαστικός σπίλος ὁ ὁποῖος ἐμφανίζει ὄχι μόνο ἀρχιτεκτονική ἀλλά καί κυτταρολογική ἀτυπία καί ἀντιπροσωπεύει μία προκαρκινωματώδη βλάβη τοῦ μελανώματος. Ἡ ἐξέλιξη πρός μελάνωμα δέν εἶναι ὑποχρεωτική. Στήν πλειοψηφία τους οἱ βλάβες αὐτές σταθεροποιοῦνται ἤ ὑποχωροῦν αὐτόματα μέ τόν χρόνο (regression), γεγονός πού εἶναι χαρακτηριστικό τῶν προκαρκινωματωδῶν βλαβῶν, ἀνεξαρτήτως τοῦ ἱστολογικοῦ τύπου τοῦ νεοπλάσματος 
  • Τό τέταρτο στάδιο εἶναι τό μελάνωμα in situ, ἤ μελάνωμα ὁριζοντίου φάσεως ἐξαπλώσεως, τό ὁποῖον εἶναι δυνατόν νά ἐμφανίσει χαρακτηριστικά διεισδυτικοῦ ὄγκου καί νά διηθήσει τήν βασική μεμβράνη 
  • Τό πέμπτο στάδιο εἶναι τό πρωτοπαθές μελάνωμα καθέτου φάσεως ἐξαπλώσεως τό ὁποῖον πολύ συχνά πολλαπλασιἀζεται στό μεσέγχυμα τοῦ χορίου καί ἀποκτᾶ τήν ἱκανότητα τῆς μεταστάσεως σέ ἄλλα ὄργανα 
  • Τό ἕκτο στάδιο εἶναι τό μεταστατικό μελάνωμα  

Αὐτή ἡ σειρά τῆς διαδοχικῆς ἐξελίξεως φαίνεται ὅτι προηγεῖται τῶν περισσοτέρων, ἀλλά ὄχι ὑποχρεωτικά ὅλων τῶν μελανωμάτων. Ἡ άνάπτυξη τῶν περισσοτέρων κακοήθων μελανωμάτων στόν ἄνθρωπο πιστεύεται ὅτι εἶναι τό ἀποτέλεσμα μακρᾶς διαδικασίας ἐξελίξεως τῆς νόσου. Ἔμμεσα δεδομένα ἀπό τήν μέση ἡλικία ἀσθενῶν μέ βλάβες διαφορετικοῦ πάχους, σέ συνδυασμό μέ φωτογραφικά δεδομένα ὑποστηρίζουν ὅτι, ἕνα μελάνωμα πάχους 1 χιλιοστοῦ ἀπαιτεῖ κατά μέσον ὅρο 2 μέ 3 χρόνια γιά νά φθάσει σέ πάχος τριῶν χιλιοστῶν. Τό πάχος τοῦ μελανώματος ἀντιστοιχεῖ στήν κατακόρυφο ἀπόσταση μεταξύ τοῦ ὑψηλότερου σημείου τῆς ἐπιφανειακῆς στιβάδος τοῦ δέρματος (ἤ σέ περίπτωση ἐξελκώσεως, τοῦ πυθμένος τοῦ ἔλκους) καί τοῦ βαθύτερον (στήν δερμίδα ἤ τό ὑποδόριον λίπος) κειμένου μελανοκυττάρου. Ὁ Breslow ἦταν ὁ πρῶτος πού ἔδειξε ὅτι ἡ ἐπιβίωση τῶν ἀσθενῶν μέ μελάνωμα εἶναι ἀντιστρόφως ἀνάλογη μέ τό πάχος τοῦ μελανώματος κατά τήν διάγνωση.