癌症的形成是一个复杂的渐进的过程。包括接触致癌物后肿瘤发展潜伏期、在数种肿瘤演变过程中出现的一连串病理学事件、年龄特异性的肿瘤发病率、家族性癌存在的倾向性以及当今与肿瘤发生的不同病理学事件相关的分子和基因损伤。(1)启动阶段
启动阶段即始发突变阶段，是一个不可逆过程。启动阶段是指在各种物理、化学、生物等因素的作用下，正常细胞内发生的、使细胞获得形成肿瘤细胞克隆潜力的、一种不可逆转的可遗传性变化的过程。致癌因素少数是机体内环境产生的，多数来自机体外环境。在这些因素的作用下，细胞发生了从DNA损伤到突变形成的一系列不可逆转的本质性改变。这些具有启动细胞癌变作用的因素，称为启动剂，由于它们能损伤DNA，又称为遗传毒性致癌物。根据突变基因的种类和数量不同，细胞被启动的程度也不同。多数肿瘤是从单个完全启动的细胞增殖而来，不完全启动的细胞发展成临床期肿瘤的机会则不多。然而在有丝分裂剂等促癌因素的促进下，某些不完全启动细胞也可能发展成恶性肿瘤。机体在正常的生理条件下所暴露的致癌物就足以使细胞启动，从而导致自发性肿瘤的发生。尽管目前还难以识别机体内单个的启动细胞，但人们已经从数种多阶段致癌的实验模型上，观察到了单个启动细胞的早期克隆增殖灶。一般认为，正常动物和人体内均存在许多不完全启动细胞，年龄越大累积的数量越多。
(2)促进阶段
促进阶段是一个可逆过程。促进阶段指在肿瘤发生过程中，启动细胞可能发生的可逆性增殖和可逆性遗传性变化。其本质是促使在启动阶段变异了的肿瘤相关基因的表达，从而使启动细胞获得相应的表型变化。机体内外环境中存在许多具有促进作用的促进剂。有丝分裂剂和细胞毒性剂等非遗传毒性致癌剂都属于促进剂，很多物理和化学启动剂也有促进作用。促癌剂可以优先选择始发突变细胞，或刺激始发突变细胞的增生，形成多发性良性肿瘤或增生损伤。因为促癌作用是完全可逆的，撤去促癌剂可以引起扩增的细胞克隆或增生结节的消失。促进阶段的重要特征，是所发生的变化是可逆的。某些环境因素可以使之逆转，例如维生素A、维生素C、维生素E和硒等均可逆转促进阶段的变化。
(3)演变阶段
演变阶段是一个不可逆过程。并非每个启动细胞在经过促进阶段的克隆增殖后，都能发展成临床肿瘤。只有少数遗传稳定性较低，并且受内外源性遗传毒性物质继续作用的细胞，持续发生基因突变等遗传学变化，最后才获得了自主增殖能力，并且在原克隆灶的基础上，继续形成具有自主增殖能力的亚克隆后，才能形成肿瘤。癌变细胞的这种由一种克隆变成新的克隆的过程，称为演变。它为良性腺瘤转变成浸润性并最终转变成转移性肿瘤提供了推动力。这些改变可能是由多次接触致癌物质引起的，也可能由于参与复制的酶的常规错误导致的自发性突变，或者由于始发突变诱导的基因组的不稳定性。不管它的机理如何，其后果是细胞的不可逆改变，从而导致肿瘤表型的表达。在肿瘤形成的过程中，这种建立在细胞基因扩增、染色体易位和表达异常等遗传学变化基础上的演变过程，将持续进行。肿瘤细胞将发生去分化、核型异常、获得浸润性生长能力和远处转移能力以及细胞毒抗性(例如耐化疗药和耐放射线)等。从癌前病变到晚期癌都是处于演变阶段的肿瘤细胞。