تعبر التغايرية الورمية عن الظاهرة التي تقوم فيها الخلايا السرطانية المختلفة بإظهار ملامح جسدية وشكلية مميزة، مثل التشكل الخلوي، التعبير الجيني، الأيض، الحركية، التوالد، وإمكانية الانتشار. تحدث هذه الظاهرة على حد سواء بين الأورام (تغايرية ورمية) وداخل الأورام (تغايرية داخل الورم). الحد الأدنى من التغايرية داخل الورم هو نتيجة بسيطة لنقص استنساخ الحمض النووي: عندما تنقسم خلية (سواء طبيعية أو سرطانية)، تحدث بعض الطفرات وهو ما يؤدي إلى تعداد سكاني متنوع من الخلايا السرطانية. تعتبر تغايرية الخلايا السرطانية مصدر تحديات كبيرة في سبيل تصميم استراتيجيات علاج فعالة. ومع ذلك فإن البحث الهادف إلى فهم وتمييز التغايرية يمكن أن يسمح بفهم أفضل لأسباب وتطور المرض. وله القدرة على وضع استراتيجيات علاجية أكثر دقة تحتوي المعلومات اللازمة عن التغايرية، وهو ما يسمح بالحصول على فعالية أعلى.
رُصدت التغايرية الورمية في كل من ابيضاض الدم، وسرطان الثدي، وسرطان البروستاتا، وسرطان القولون، وورم الدماغ، وسرطان المريء، وسرطان الرأس والعنق، وسرطان المثانة والأورام النسائية، والساركومة الشحمية، والورم النخاعي المتعدد.