胰岛素瘤的病因目前尚不完全明确，不过多与胰岛β细胞的异常有关。大多数胰岛素瘤是单发的良性肿瘤，约占80%~90%，而恶性胰岛素瘤相对较少，约占10%~20%。
遗传因素相关
家族性胰岛素瘤： 有部分胰岛素瘤具有遗传倾向，约10%的胰岛素瘤患者存在家族史。比如多发性内分泌腺瘤病1型（MEN1）相关的胰岛素瘤，MEN1是一种常染色体显性遗传病，由位于11号染色体长臂的MEN1基因发生突变引起，患者除了可能患胰岛素瘤外，还可能伴有甲状旁腺腺瘤、垂体腺瘤等内分泌腺的肿瘤。基因突变： 一些特定的基因突变也可能与胰岛素瘤的发生有关。例如，钾离子通道相关基因的突变可能影响胰岛β细胞的功能，导致胰岛素分泌异常增多。研究发现，Kir6.2和SUR1基因的突变可能使钾离子通道功能异常，进而引起胰岛素瘤相关的胰岛素过度分泌。
胰岛β细胞异常增生
弥漫性胰岛β细胞增生： 这是一种比较少见的情况，表现为胰岛β细胞弥漫性增生，使得胰岛素分泌不受正常调控而持续增多。虽然具体的发病机制还不完全清楚，但这种增生状态会导致血糖持续降低，引发一系列低血糖相关的症状。局部胰岛β细胞腺瘤样增生： 在部分胰岛素瘤患者中，可观察到肿瘤周围的胰岛β细胞存在腺瘤样增生现象。这种局部的细胞增生改变可能是胰岛素瘤发生发展过程中的一个环节，增生的细胞可能具有异常的分泌功能，参与了胰岛素瘤相关的胰岛素过量分泌过程。
其他可能因素
神经内分泌调节异常： 人体的神经内分泌系统对胰岛素的分泌有精细的调节作用。如果神经内分泌调节出现紊乱，比如交感神经、迷走神经等对胰岛β细胞的调节失衡，可能导致胰岛素分泌异常。例如，迷走神经兴奋时，可能会促使胰岛β细胞分泌更多胰岛素，长期的迷走神经功能紊乱就可能增加胰岛素瘤发生的风险。代谢相关因素： 一些代谢方面的因素也可能与胰岛素瘤的发生有一定关联。比如，血糖的异常波动可能会对胰岛β细胞产生刺激，长期处于不稳定的血糖环境中，可能诱导胰岛β细胞发生异常改变，增加胰岛素瘤的发病几率。但目前对于代谢因素与胰岛素瘤具体关联的研究还在不断深入中。