癌细胞是从正常细胞经过一个称为转化的复杂过程发展而来。这个过程的第一步是启动，使原来细胞的基因物质变成癌细胞性。细胞基因物质的改变是由致癌物所引起--如化学品、病毒、放射线、或日光。但是，不是所有的细胞都对致癌物一样敏感。细胞中的一个基因缺陷或其他称为启动剂的物质可使细胞更敏感。甚至慢性物理刺激也可使细胞变得更敏感成为癌细胞性。在第二步，即促进作用，一个经过启动的细胞变成癌细胞。促进作用对一个没有启动的细胞是不起作用的。这样，几个因素，常常是敏感细胞和致癌物共同作用对发生癌症是必需的。
在一个正常细胞变成一个癌细胞的过程中，最根本的是它的DNA发生了变化。细胞基因物质的变化常常难以测定，但有时候一个特定的染色体形状或大小的变化代表某一特定的癌症。例如，一种叫费城染色体的异常染色体在80％的慢性髓细胞白血病的病人中发现(见第157节)。基因改变也在脑肿瘤和结肠癌、乳腺癌、肺癌以及骨癌中发现。
一系列染色体的改变对某些癌症的发生可能是必要的。家族性多发性结肠息肉病(一种息肉能发展成为癌症的遗传性肠道疾病)的研究表明了这些改变在结肠癌中可能起的作用：正常情况下5号染色体抑制基因控制肠壁生长，由于不再受该抑制基因作用，正常肠壁细胞开始更加活跃地生长(过度增生)。一个轻度DNA改变促使形成腺瘤(一种良性肿瘤)。另一基因(RAS癌基因)使腺瘤生长更加活跃，随后的18号染色体上一个抑制基因丢失，进一步刺激腺瘤，最后17号染色体上的一个基因丢失，使良性腺瘤转化成为癌症。其他一些改变可使癌症转移。
即使这样当一个细胞变成癌细胞时，在它繁殖形成癌症之前免疫系统常常能消灭它(见第163节)。当免疫系统功能不正常时如在有艾滋病的人群和接受过免疫抑制药物治疗以及患有某种自身免疫疾病的人中，癌症更可能发生。但免疫系统不是保险的，即使在它的功能正常时，癌症也能逃避免疫系统的保护监视作用。
【危险因素】
许多遗传群体和环境因素增加了发生癌症的危险性。
家族史是一个重要因素。一些家族比另一些家族有发生某一癌症的高危险性。例如，一个妇女的母亲或姐妹患过乳腺癌，她发生乳腺癌的危险性增加1.5～3倍。更常见于一些人种和家族中，有些乳腺癌与特定的基因突变有关，有这种基因突变的妇女有80％～90％的机会发生乳腺癌，并有40％～50％机会发生卵巢癌。研究发现10％的德系犹太人妇女有这种基因突变。许多其他癌症包括皮肤癌和结肠癌也趋向在家族中发生。
有染色体异常的人患癌症危险性增加。例如，患唐氏综合征的人发生急性白血病的危险性要高12～20倍，他们有3个21号染色体代替了正常的2个21号染色体。
许多环境因素提高了癌症危险性。最重要的一个是吸烟。吸香烟确实提高了发生肺癌、口腔癌、喉癌、膀胱癌的危险性。
过度暴露，主要来自于太阳光的紫外线可引起皮肤癌。特别具有致癌性的电离辐射，被运用于X线中，也可产生在核电厂和原子弹爆炸中，并可从宇宙空间到达地球。比如，二次世界大战中在广岛和长崎丢下原子弹后的幸存者中增加了患白血病的危险性。暴露于铀矿的工人在15～20年后也与肺癌发生相关，如果工人同时吸烟，这种危险性明显提高。长期接触电离辐射倾向发生血细胞癌症，包括急性白血病。
膳食是另一个重要的癌症危险因素，尤其是胃肠系统的癌症。高纤维膳食减少发生结肠癌的可能性。高烟熏和腌制的食品增加患胃癌的机会。目前证据显示在总热量中脂肪含量少于30％的膳食可减少结肠癌、乳腺癌的危险性，可能包括前列腺癌。饮大量酒的人患食管癌的危险性更高。
已知很多化学物质可致癌，另外很多化学物质被怀疑致癌。接触某些常见的化学物质能显著提高一个人患癌的机会，这往往是在几年后。例如，接触石棉可导致肺癌和间皮瘤(胸膜癌)(见第45节)。接触石棉的吸烟者癌症发病率更高。
人们生活地方不同，患癌症危险性也不相同。在日本，结肠癌和乳腺癌比较少，然而到美国的日本移民危险性增加，最终与其他美国人相同。日本人有相当高的胃癌发生率。但在美国出生的日本人发生率低。癌症危险性的这种地理性差异可能是多因素的：遗传、膳食、环境综合作用。
有几种病毒对人致癌是肯定的，有一些被怀疑致癌。引起生殖器疣的乳头瘤病毒可能是妇女宫颈癌的一个病因。巨细胞病毒引起卡波西肉瘤。乙型肝炎病毒可引起肝癌，虽然乙型肝炎病毒是否是致癌物或一个促进剂还不知道。在非洲，EB病毒引起伯基特淋巴瘤；在中国它引起鼻咽癌。显然，另外一些因素，环境或遗传因素对EB病毒引起癌症是必需的。一些人类逆转录病毒，如人类免疫缺陷病毒(见第187节)引起淋巴瘤和其他血液系统癌症。
血吸虫感染通过慢性刺激膀胱引起膀胱癌。然而其他慢性刺激因素不引起膀胱癌。华支睾吸虫感染，主要在远东发现，能引起胰腺和胆管癌症。