泌乳素瘤具体发病机制未完全明确，主要与下丘脑调节功能紊乱和垂体泌乳素细胞自身异常相关，下丘脑多巴胺能神经元功能受损或分泌减少致对垂体泌乳素细胞抑制减弱可引发，垂体泌乳素细胞基因变异等异常致过度增殖分泌过多泌乳素也可引发，不同年龄、性别、生理阶段及生活方式、既往疾病史等因素与之相关
下丘脑调节功能紊乱：下丘脑是调节泌乳素分泌的重要部位，正常情况下下丘脑会分泌多巴胺等物质来抑制泌乳素的分泌。当下丘脑的多巴胺能神经元功能受损或多巴胺分泌减少时，对垂体泌乳素细胞的抑制作用减弱，就可能导致泌乳素瘤的发生。例如，某些脑部疾病（如颅咽管瘤等）可能影响下丘脑多巴胺的分泌和运输，从而引发泌乳素异常升高和泌乳素瘤形成。在不同年龄阶段，下丘脑-垂体轴的功能状态有所不同，儿童时期下丘脑-垂体轴发育尚不完善，而成人时期如果有脑部创伤、炎症等病史，都可能影响下丘脑调节功能。女性在妊娠、哺乳期等特殊生理阶段，下丘脑-垂体轴的功能会发生变化，也可能与泌乳素瘤的发生存在一定关联，但具体机制还需进一步研究。
垂体泌乳素细胞自身异常：垂体泌乳素细胞本身的基因变异等异常情况可能导致其过度增殖并分泌过多的泌乳素。研究发现，泌乳素瘤细胞中存在某些特定的基因突变，这些突变会使泌乳素细胞的生长调控失常，不断增殖形成肿瘤。在性别方面，女性发生泌乳素瘤的概率相对高于男性，可能与女性体内的激素环境等因素有关，但具体是否与垂体泌乳素细胞自身的性别差异相关的基因变异等因素有关还在探索中。从生活方式角度看，长期精神压力过大、作息不规律等可能通过影响神经内分泌调节，间接影响垂体泌乳素细胞的功能，但目前尚无确凿证据表明生活方式是直接导致泌乳素瘤的原因，不过良好的生活方式有助于维持内分泌平衡，对预防泌乳素瘤可能有一定间接作用。如果有垂体部位的既往疾病史，如垂体炎症等，可能会增加垂体泌乳素细胞发生异常的风险，进而引发泌乳素瘤。
