垂体瘤的病因目前尚未完全明确，可能与多种因素相关。一般认为，垂体细胞自身的异常增殖、遗传因素以及下丘脑调控激素紊乱等都可能参与垂体瘤的发生发展。
遗传因素相关
家族遗传倾向： 部分垂体瘤具有一定的家族遗传易感性。例如，有研究发现，在一些多发性内分泌腺瘤病1型（MEN1）的家族中，成员患垂体瘤的风险会明显增加。MEN1是一种常染色体显性遗传性疾病，由染色体11q13上的MEN1基因发生突变引起，该基因编码的蛋白参与细胞的生长、增殖和分泌等调控过程，基因突变后可能导致垂体细胞异常增殖形成肿瘤。特定基因突变： 已发现一些特定的基因突变与垂体瘤的发生有关。比如，芳香化酶基因突变可能影响雌激素的合成与代谢，进而与雌激素受体阳性的垂体瘤发生存在关联；细胞周期相关基因的突变，如 cyclin D1基因的过表达，会导致细胞周期调控紊乱，促使垂体细胞过度增殖，增加垂体瘤形成的几率。
下丘脑调控异常方面
激素分泌失衡： 下丘脑分泌的多种激素对垂体的功能起着重要的调节作用。如果下丘脑分泌的促垂体激素出现异常，就可能影响垂体细胞的正常功能。例如，促甲状腺激素释放激素（TRH）分泌异常，可能会间接影响垂体促甲状腺激素细胞的功能，导致垂体促甲状腺激素瘤的发生。正常情况下，TRH能刺激垂体分泌促甲状腺激素，维持甲状腺的正常功能，当TRH分泌过多或过少时，就可能打破这种平衡，引发垂体瘤。神经递质异常： 下丘脑释放的神经递质也参与对垂体的调控。多巴胺是一种重要的下丘脑神经递质，对垂体泌乳素细胞的分泌具有抑制作用。当多巴胺能神经元功能障碍时，多巴胺分泌减少，就会解除对垂体泌乳素细胞的抑制，导致泌乳素细胞过度增殖，形成泌乳素瘤。据统计，约40% - 60%的泌乳素瘤与下丘脑多巴胺能调控异常有关。
垂体细胞自身异常
细胞增殖失控： 垂体细胞本身的增殖调控机制出现问题时，就容易发生异常增殖形成肿瘤。正常情况下，垂体细胞的增殖受到严格的调控，包括细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶及其抑制剂等的精细调节。当这些调控因素出现异常，如细胞周期蛋白D1过度表达，使得垂体细胞的增殖失去控制，就会不断分裂增殖形成垂体瘤。细胞凋亡障碍： 细胞凋亡是维持组织细胞数量平衡的重要机制。如果垂体细胞的凋亡过程发生障碍，细胞不能正常凋亡，就会导致细胞数量逐渐积累，增加垂体瘤形成的可能性。例如，某些抗凋亡蛋白的过度表达，会抑制垂体细胞的凋亡，使得垂体细胞持续存活并增殖，进而发展为垂体瘤。