Rak to twór zbudowany z komórek, które wyrwały się spod kontroli organizmu gospodarza. Wykazują one atypowe i nieodwracalne cechy (mikroskopowe oraz molekularne – cząsteczkowe). Rak jelita grubego to złośliwy nowotwór nabłonkowy (czyli wywodzący się z nabłonka wyścielającego jelito), rozwijający się w okrężnicy lub odbytnicy. Rak atakuje przez ciągłość poszczególne warstwy ściany jelita: błonę śluzową, leżącą od strony światła jelita; następnie głębiej zlokalizowaną błonę podśluzową i dalej położoną warstwę mięśniową; kolejno, bardziej obwodowo – warstwę podsurowicówkową i najbardziej obwodowo błonę surowiczą. Rak ograniczony do śluzówki praktycznie nie ma zdolności do dawania przerzutów i nie jest widoczny gołym okiem. Natomiast rak naciekający głębszą warstwę, czyli co najmniej błonę podśluzową, wykazuje większą agresywność, stąd może być już widoczny podczas badania endoskopowego i badania makroskopowego po usunięciu podejrzanej zmiany. Już przy niewielkim, powierzchownym naciekaniu błony podśluzowej przez raka, można stwierdzić przerzuty w węzłach chłonnych regionalnych (zbierających spływ chłonki z określonego obszaru ściany jelita) czy nawet przerzuty odległe. Rak bowiem może naciekać narządy sąsiednie, takie jak: pętle jelita, pęcherz moczowy, prostatę, macicę czy ścianę jamy brzusznej. Naczyniami chłonnymi daje przerzuty do regionalnych węzłów chłonnych, zaś drogą naczyń krwionośnych przerzutuje do wątroby, płuc, jamy otrzewnej, mózgu, kości, narządów rodnych u kobiet czy skóry.

Około 30 % wszystkich przypadków raka jelita grubego stwierdza się w odbytnicy. Wśród wszystkich przypadków raka okrężnicy przeważa lokalizacja lewostronna. Jednak w ostatnich latach obserwuje się tendencję wzrostową w prawostronnej lokalizacji. Rak esicy stanowi 25%, a rak zstępnicy 5–10% wszystkich przypadków raka jelita grubego.