癌變發生的一個很重要的原因是因為細胞基因組發生了突變，繼而出現細胞生長和分裂的異常，并將有缺陷的遺傳物質傳遞下去，直至癌組織的出現。引起細胞癌變的致癌因子，大致歸納為三大類。
一類是物理致癌因子，主要是輻射致癌。長期接觸放射性物質，使身體受到輻射損傷，可以引起癌變。例如電離輻射、X 射線、 紫外線都可以致癌。另一類是化學致癌因子，如砷、苯、煤焦油等。再有一類是病毒致癌因子，能引起細胞癌變的病毒，叫做腫瘤病毒或致癌病毒，現在已經發現有150多種病毒可以引起動物或植物產生腫瘤。
除上述三大類致癌因子外，有的科學家已經證明，癌細胞是由于致癌基因激活，細胞發生轉化引起的。具體來說，人和動物細胞的染色體上普遍存在著致癌基因。在正常情況下，染色體上的遺傳物質隨著細胞分裂，一代一代傳下去，致癌基因處于抑制狀態。一旦細胞的正常調節過程受到阻礙，就可能使致癌基因轉變成激活狀態，這個細胞轉化成為癌細胞。