垂体瘤的病因目前尚未完全明确，可能与多种因素相关。目前研究发现，遗传因素可能是一个方面，约5%的垂体瘤患者存在家族遗传倾向；另外，下丘脑调控激素紊乱也可能引发垂体瘤，比如促甲状腺激素释放激素失衡等情况；还有垂体细胞自身的异常增殖也可能导致垂体瘤的发生，不过具体机制还在进一步研究中。
遗传因素相关
遗传易感性： 有研究表明，某些基因突变可能增加垂体瘤的发病风险。例如，在一些家族性垂体瘤综合征中，存在特定的基因变异，这些变异会使个体更容易患上垂体瘤。不过，具有遗传易感性并不意味着一定会发病，只是相对普通人群来说发病几率有所升高。家族聚集现象： 部分垂体瘤患者有家族成员也患有垂体瘤的情况，虽然这种家族聚集性的具体机制还不十分清楚，但提示遗传因素在其中起到了一定作用。如果家族中有垂体瘤患者，其他家庭成员需要多关注自身垂体相关的健康状况，定期进行体检筛查。
下丘脑调控激素紊乱方面
促激素失衡影响： 下丘脑会分泌多种激素来调控垂体前叶激素的分泌。当促甲状腺激素释放激素分泌异常增多时，可能会刺激垂体促甲状腺激素细胞过度增殖，进而增加垂体瘤发生的可能性。同样，促性腺激素释放激素等其他下丘脑调控激素的失衡，也可能对垂体细胞的生长和分化产生影响，导致垂体瘤形成。激素调节环路异常： 垂体瘤的发生与下丘脑 - 垂体 - 靶腺轴的激素调节环路异常密切相关。比如在甲状腺 - 垂体轴中，若甲状腺激素分泌减少，下丘脑会分泌更多促甲状腺激素释放激素来刺激垂体分泌促甲状腺激素，长期的这种异常刺激可能打破垂体的正常调节机制，引发垂体瘤。
垂体细胞自身异常增殖角度
细胞增殖调控失常： 正常情况下，垂体细胞的增殖和凋亡处于动态平衡状态。但当垂体细胞自身的增殖调控机制出现问题时，比如细胞增殖相关的信号通路异常激活，就会导致垂体细胞过度增殖。例如，某些生长因子信号通路的异常激活，会促使垂体细胞不断分裂增殖，最终形成垂体瘤。细胞凋亡障碍： 垂体细胞凋亡减少也可能是垂体瘤形成的原因之一。如果垂体细胞的凋亡机制出现缺陷，使得衰老或异常的垂体细胞不能正常凋亡，就会在垂体中积累，逐渐形成垂体瘤。目前发现一些基因的异常表达可能参与了垂体细胞凋亡障碍的过程。