La nozione di pleomorfismo viene utilizzata nel campo della biologia per riferirsi allo sviluppo di varie forme strutturali di un organismo nel quadro del suo ciclo vitale. Questa caratteristica di solito compare in alcune piante.
Anche i batteri, i virus e alcuni tipi di cellule possono manifestare pleomorfismo. Il concetto, nella sua accezione più ampia, si riferisce alla diversità delle forme. Se prendiamo il caso dei batteri del genere Mycoplasma, grazie al loro pleomorfismo possono adottare forme filamentose o coccoidi.
Il pleomorfismo è importante per la citologia e l' oncologia. Poiché diversi studi hanno trovato una correlazione tra la morfologia istologica dei tumori e il loro livello di malignità, sono stati stabiliti diversi sistemi di classificazione.
Per l'analisi del carcinoma mammario, ad esempio, viene solitamente utilizzato un sistema che assegna un punteggio alle caratteristiche del tumore. In questo contesto si valuta il pleomorfismo nucleare, studiando come variano le dimensioni e la forma dei nuclei neoplastici rispetto ai nuclei normali.
Il pleomorfismo, per l'istologia oncologica, è legato alla variabilità nella forma e dimensione dei nuclei e delle cellule in generale. Nelle neoplasie maligne, le cellule ed i loro nuclei di una massa tumorale cambiano, caratteristica che permette di determinarne il grado istologico.
L' Associazione messicana di microscopia, da parte sua, definisce il pleomorfismo come la dottrina che supporta la capacità di trasformazione biologica delle cellule. Pertanto, secondo il pleomorfismo, ci sono cellule che possono trasformarsi in qualcosa di diverso man mano che crescono.