生殖細胞腫瘤的病因不明確有家族史的也十分罕見。曾有報道在Klinefelter綜合征(47，XXY即47條染色體有2條X和1條Y性染色體)病人的縱隔和顱內(nèi)發(fā)現(xiàn)生殖細胞瘤這些病人的典型特征是小睪丸、細精管玻璃樣變、無精子，有人推測縱隔及顱內(nèi)等處生殖細胞瘤的發(fā)生是原始生殖嵴分化的變異導致了生殖細胞遷移分化的變化和其惡性的傾向。
生殖細胞腫瘤患者的染色體常發(fā)生異常包括非隨機的染色體數(shù)目異常和結構異位。在睪丸生殖細胞腫瘤中，80%呈現(xiàn)特征性的染色體結構異常12號染色體短臂等臂染色體畸形(i12p)，許多非生殖細胞瘤性性腺腫瘤及性腺外的生殖細胞腫瘤中也有i12p畸形在胚胎發(fā)育過程中原始生殖細胞在胚胎第4周已清晰可見它們出現(xiàn)于卵黃囊壁上的內(nèi)胚層細胞中鄰近尿囊的發(fā)生處。當胚胎開始折疊，原始生殖細胞在中線從卵黃囊壁通過后腸背側腸系膜遷移至生殖嵴并進入間葉組織下成為原始性索，再逐步發(fā)育為成熟的性腺在這個遷移過程中原始生殖細胞遍布整個胚胎，當這些遷移的全能干細胞未完成正常演化而停留時，很可能變成腫瘤。比較一致的觀點生殖細胞瘤是一組來源于原始生殖細胞的未分化腫瘤。
