病因至今仍不明確， 現有資料表明主要與以下因素有關。
1.吸煙 資料表明， 大量吸煙是肺癌的一個重要致病因素。 煙草煙霧中含有多核芳香烴、N-亞硝酸、芳香胺、苯以及砷多種致癌原；煙霧微粒在支氣管分叉處沉積， 刺激支氣管上皮不典型增生， 可誘發癌變。 吸紙煙者比吸帶過濾嘴和低焦油含量煙者的發病率高。 開始吸煙愈早、吸煙時間愈長、吸煙量愈大肺癌的發病率愈高。 吸煙者肺鱗癌和小細胞癌的發病率是不吸煙者的10倍。 而戒煙後肺癌的發病危險性將逐年下降， 戒煙後2 -15年期間肺癌發生的危險性進行性減少，
2.大氣污染 資料表明， 在工業國家， 空氣中的污染物質是肺癌發病增多的可能致病因素。 工業化程度高的城市肺癌發病率高於輕工業城市， 更高於小城鎮和農村。 在許多工業國家城市和農村的肺癌死亡率比值為1.1 -2.0: 1。 城市中汽車尾氣、工業廢氣等為大氣污染主要來源。 污染大氣中含有大量的致癌物質， 主要是苯丙芘。 室內取暖用煤、烹飪時所釋放出的油煙霧為肺癌的危險因素， 是家庭主婦易患肺腺癌值得關注的因素。
3.職業因素 與肺癌發生的有關物質有石棉、鉻、鎳、銅、錫、砷、煤焦油、芥子氣、三氯甲烷、放射性物質等， 若長期接觸可使肺癌發生的危險性增加3 -30倍。 國外資料統計，
4.飲食 研究表明， 無論在男性或女性， 當前或既往吸煙者中， 增加進食新鮮蔬菜、水果、胡蘿蔔均可減少肺癌的危險性。 各種抗氧化劑是化學預防性營養素， 主要是類胡蘿蔔素， 特別是B-胡蘿蔔素， 流行病學表明β-胡蘿蔔素對正在吸煙或既往吸煙者具有保護作用。
5.基因改變 由於內外因素的影響， 使調控機體平衡的癌基因變異， 導致肺癌。 目前， 與肺癌發生有關的癌基因有20多種， 對顯性基因來說， 有ras癌基因家族編碼區的點突變；myc 癌基因家族的擴增、重組和轉錄控制喪失；以及bcl -2、Her -2/neu 和端粒酶基因的過度表達。
6.其他 某些肺疾病與肺癌發病有關。 如有慢性支氣管炎者較無此病者的肺癌發病率高1倍；有結核病者患肺癌的危險性是正常人的10倍， 已癒合的結核灶瘢痕中可發生腺癌。
此外， 病毒和真菌感染、機體免疫功能下降， 內分泌失調、家族遺傳、硒和鋅含量降低也可能與肺癌發生有關。
