局部侵襲是腦膠質瘤的一個顯著特征。通常，膠質瘤都有一個中央壞死灶，周圍是高致密的腫瘤細胞區。這些腫瘤似乎邊界清楚，但組織學上，卻發現有局部侵襲。侵襲往往循血管和有髓纖維路徑侵襲，特別是后者。目前認為，腦膠質瘤的侵襲特點主要有五。
1．侵襲是幾乎所有腦膠質瘤的內在特性（良性室管膜瘤除外）。
2．腦膠質瘤侵襲是沿著基底膜結構進行的；當腦腫瘤生長到達腦表面時，則沿軟腦膜下擴散。
3．室管膜下生長的腦腫瘤可出現腦室系統的侵襲，使腦腫瘤沿著腦脊液通路擴散。
4．顱外轉移罕見。
5．一些腦結構對腫瘤的侵襲有屏障作用。例如，星彤細胞瘤侵襲，一般局限在白質內，這可能與深部灰質核團的限制有關；但這種屏障結構并不能限制少突膠質細胞瘤的侵襲。
須指出，腫瘤病理的等級并不與腫瘤的侵襲范圍相關，而只與腫瘤的增殖率相關，如低級別的星形膠質細胞瘤也可以出現廣泛的侵襲。