تشبه العديد من أنواع السرطانات الأخرى ، يبدأ سرطان الرئة إما بتنشيط الجينات الورمية أو بتعطيل الجينات المثبطة للورم. تسبب مسببات السرطان في هذه الجينات الطفرات التي تؤدي إلى تطور السرطان. الطفرات في K-ras proto-oncogene تسبب ما يقرب من 10-30٪ من سرطانات الرئة. ما يقرب من 4٪ من سرطانات الرئة غير الخلوية الصغيرة تنطوي على EML4-ALK tyrosine kinase fusion gene. قد تؤدي التغييرات الجينية النفسية مثل تغيير في ميثيل الحمض النووي ، أو تغيير ذيل الهيستون ، أو تعديل تنظيم microRNA إلى تعطيل جينات مثبطة الورم. والأهم من ذلك ، أن الخلايا الجذعية السرطانية مقاومة للضغط التأكسدي ، مما يتيح لها تحمل التهابات وتفاقم أنشطة الجهاز المناعي ضد الورم. يمكن أن تحدث الطفرات في K-ras proto-oncogene تسبب ما يقرب من
c-MET ، NKX2-1 ، LKB1 ، PIK3CA ، و BRAF