زي ما هو الحال مع كتير من أنواع سرطان الرئة، بيبدأ سرطان الرئة إما عن طريق تنشيط الجينات السرطانية أو عدم تنشيط الجينات المثبطة للورم. السرطانات السرطانية بتسبب طفرات في هذه الجينات اللي بتحفز تطور السرطان. الطفرات في K-ras proto-oncogene بتسبب حوالي 10<unk>30% من أورام السرطان الرئوي في الرئة. تقريباً 4٪ من سرطانات الرئة غير الخلوية الصغيرة بتتضمن EML4-ALK tyrosine kinase fusion gene. التغيرات الجينية مثل تغيير ميثيل الحمض النووي، أو تغيير ذيل الهيستون، أو تعديل تنظيم microRNA ممكن تتسبب في عدم تنشيط الجينات المثبطة للورم. المهم، أن خلايا السرطان الجذعية مقاومة للضغط التأكسدي، واللي بيسمح لها بتحمل التهاب وتفاقم الظروف المثبتة للنشاط المناعي للجهاز المناعي ضد السرطان. ممكن تظهر
c-MET، NKX2-1، LKB1، PIK3CA، و BRAF