胸腺癌的具体发病原因目前尚未完全明确，但研究发现可能与以下因素有关。目前并没有确切的单一因素能完全解释胸腺癌的造成原因，不过一些相关因素被逐步认识。
遗传因素相关
基因变异影响： 有研究表明，某些基因的变异可能增加患胸腺癌的风险。例如，一些与细胞生长、增殖和凋亡调控相关的基因发生突变时，可能干扰正常的细胞机制，使得细胞异常增殖，进而可能引发胸腺癌。不过，这种遗传因素导致胸腺癌的具体比例目前尚不完全清晰，可能在部分患者中起作用，但不是所有胸腺癌都是由单纯遗传因素直接导致的。
环境因素影响
辐射暴露： 长期暴露于高剂量的电离辐射下，比如接受过胸部区域较高剂量放疗的人群，患胸腺癌的风险会有所增加。有数据显示，在因其他疾病接受胸部放疗若干年后，发生胸腺癌的概率较普通人群有所升高。化学物质接触： 长期接触某些化学物质，如某些工业化学品中的有害物质，可能对人体细胞产生不良影响。例如，长期接触石棉的工人，患胸腺癌的几率相对会比一般人群高一些，但这也不是绝对的，只是存在这样的关联风险。
免疫系统异常
免疫监视功能缺陷： 人体的免疫系统具有监视和清除异常细胞的功能。当免疫系统出现问题，免疫监视功能缺陷时，机体对异常增殖的细胞不能及时识别和清除，就可能导致细胞异常增生形成肿瘤，包括胸腺癌。例如，患有自身免疫性疾病的患者，由于免疫系统处于异常状态，可能更容易发生包括胸腺癌在内的某些肿瘤性疾病，但这也不是必然会患胸腺癌，只是相对风险有所提升。