L'HCC è un tumore ipervascolarizzato e la neoangiogenesi è un processo fondamentale per il suo accrescimento. Infatti, all'aumentare delle sue dimensioni, la perfusione della massa neoplastica viene assicurata, in misura crescente, da neovasi atipici di tipo arterioso (processo di "arterializzazione" del nodulo) mentre si riduce il contributo fornito dal sistema portale. La neovascolarizzazione arteriosa conferisce all'HCC un comportamento patognomonico alle indagini radio-ecografiche che impiegano un mezzo di contrasto e fornisce il presupposto biologico per i trattamenti chemioterapici intra-arteriosi e la terapia anti-angiogenica. Inoltre, il grado di destrutturazione vascolare del tumore ne predice l'aggressività. Uno studio prospettico ha dimostrato una relazione fra densità dei microvasi neoplastici e probabilità di recidiva del tumore resecato (219).