به دلایل گوناگون، مکانیسم های بیولوژیکی حاکم بر تقسیم سلولی، رشد سلولی، و مرگ سلولی به اشتباه عمل کرده و در نهایت منجر به رشد و تقسیم غیرقابل کنترل سلول ها می شوند.
ممکن است سلول های سرطانی اطراف سلول های نرمال را در یک بافت گرفته یا آن را جدا کرده، وارد خون شوند و در سایر بخش های بدن پخش شوند. رشد غیرقابل کنترل سلول سرطانی می تواند موجب بروز مشکلات دیگری در بدن شود که در نهایت منجر به مرگ می شود.
نارسایی های گوناگون دیگری هم وجود دارند که می توانند در فرایندهای بیولوژیکی عادی چرخه زندگی سلولی نیز اتفاق بیفتند که منجر به سرطان می شوند. به عنوان مثال، یک سلول ممکن است یک پیام بیولوژیکی نادرست از سلولهای دیگر برای تکثیر دریافت کند، سلول ممکن است به درستی تقسیم نشود یا ممکن است بمیرد. علل اصلی این نارسایی ها آسیب به DNA سلول است که غالباً همراه با طیف وسیعی از عوامل نظیر پیری، جهش های تصادفی، اسیب های ویروسی، وجود برخی مواد شیمیایی خاص، قرارگیری در معرض انرژی رادیواکتیو و سایر موارد اتفاق می افتد.
هر دقیقه میلیون ها سلول در بدن می میرند و سلول های جدید جایگزین آنها می شوند. در برخی موارد ممکن است این اتفاق به شکل نادرستی روی دهد. با این حال در اکثریت موارد، سیستم ایمنی خود بدن یا برنامه ریزی خود سلول ها این نارسایی را تشخیص داده و این سلول ها را قبل از بروز سرطان نابود می کنند. از اینرو بدن همواره با ابتلا به سرطان مواجه است اما نگران نباشید سیستم ایمنی خود با آن مقابله می کند.
گاهی اوقات سیستم ایمنی بدن در تشخیص یا کنترل درست این نارسایی ها ناموفق عمل می کند. بدین ترتیب سلول های سرطانی ظهور کرده و منجر به ایجاد نوعی بیماری سرطانی می شوند.