Τα κανονικά κύτταρα έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά που είναι σημαντικά για την καλή λειτουργία του ιστούς, όργανα, και συστήματα σώματος. Αυτά τα κύτταρα έχουν την ικανότητα να αναπαράγουν σωστά, να σταματήσουν την αναπαραγωγή όταν είναι απαραίτητο, να παραμείνουν σε μια συγκεκριμένη θέση, να εξειδικευτούν σε συγκεκριμένες λειτουργίες και να αυτοκαταστραφούν όταν είναι απαραίτητο.
Ο καρκίνος οφείλεται στην ανάπτυξη μη φυσιολογικών ιδιοτήτων σε φυσιολογικά κύτταρα που τους επιτρέπουν να αναπτύσσονται υπερβολικά και να εξαπλώνονται σε άλλες τοποθεσίες. Αυτή η ανώμαλη ανάπτυξη μπορεί να προκληθεί από μεταλλάξεις που προκύπτουν από παράγοντες όπως οι χημικές ουσίες, η ακτινοβολία, το υπεριώδες φως και χρωμόσωμα σφάλματα αναπαραγωγής. Αυτά τα μεταλλαξιογόνα μεταβάλλονται DNA με την αλλαγή νουκλεοτιδικές βάσεις και μπορεί ακόμη και να αλλάξει το σχήμα του DNA. Το αλλοιωμένο DNA δημιουργεί σφάλματα στο Αναδιπλασιασμός DNA και πρωτεϊνικής σύνθεσης. Αυτές οι αλλαγές επηρεάζουν την κυτταρική ανάπτυξη, την κυτταρική διαίρεση και τη γήρανση των κυττάρων.
Ιοί έχουν επίσης την ικανότητα να προκαλούν καρκίνο μεταβάλλοντας τα γονίδια των κυττάρων. Ιοί καρκίνου αλλάζουν τα κύτταρα με την ενσωμάτωση του γενετικού τους υλικού με το DNA του κυττάρου ξενιστή. Το μολυσμένο κύτταρο ρυθμίζεται από τα ιικά γονίδια και αποκτά την ικανότητα να υποστεί μη φυσιολογική νέα ανάπτυξη. Διάφοροι ιοί έχουν συνδεθεί με ορισμένους τύπους καρκίνου στους ανθρώπους. Ο ιός Epstein-Barr συνδέθηκε με το λέμφωμα του Burkitt, ο ιός της ηπατίτιδας Β συνδέθηκε με συκώτι ο καρκίνος και οι ανθρώπινοι θηλωματοϊοί έχουν συνδεθεί με τον καρκίνο του τραχήλου της μήτρας.