骨肉瘤病因未完全明确，但其发生可能与遗传因素（部分遗传性疾病及家族遗传病史相关）、基因突变（p53基因相关及其他癌基因相关）、放疗因素（既往接受放疗致放疗区域骨肉瘤风险增加）、化学物质接触（长期接触某些化学物质可能相关）、病毒感染（某些病毒感染可能间接相关但确切因果关系待证实）等因素存在关联
遗传因素
部分遗传性疾病可能增加骨肉瘤的发病风险。例如，视网膜母细胞瘤患者发生第二恶性肿瘤（包括骨肉瘤）的几率明显升高，这与视网膜母细胞瘤相关的基因突变等遗传因素有关。在有家族遗传病史的人群中，骨肉瘤的遗传易感性可能通过特定的基因传递，使得个体比一般人群更易受到其他致癌因素的影响而发生骨肉瘤。
基因突变
p53基因相关：p53基因是一种重要的肿瘤抑制基因，其突变或功能异常可能参与骨肉瘤的发生发展。正常的p53基因可以调控细胞的生长、分裂和凋亡等过程，当p53基因发生突变时，它无法正常发挥对细胞的调控作用，可能导致细胞异常增殖，进而增加骨肉瘤发生的可能性。
其他癌基因相关：例如c-myc等癌基因的异常激活也与骨肉瘤的发生有关。癌基因的激活会影响细胞的信号传导通路，促使细胞过度增殖，打破正常细胞的生长平衡，从而为骨肉瘤的形成创造条件。
放疗因素
既往接受过放疗的患者，在放疗区域内发生骨肉瘤的风险会增加。放疗可能会导致细胞的DNA损伤，引起基因突变等改变，长期的细胞修复过程中可能出现异常，进而诱发骨肉瘤。一般来说，接受放疗距离骨肉瘤发病的时间可能会有数年甚至更长，放疗的剂量、部位等因素都会影响骨肉瘤发生的风险程度。
化学物质接触
长期接触某些化学物质可能与骨肉瘤的发生相关。例如，接触某些工业化学污染物等。虽然具体的致病机制尚不十分清晰，但有研究提示这些化学物质可能通过干扰细胞的正常代谢、DNA合成等过程，导致细胞发生恶性转化，增加骨肉瘤的发病风险。不过，这种关联的证据相对较为复杂，需要进一步深入研究来明确具体的作用机制和剂量-反应关系等。
病毒感染
有研究推测某些病毒感染可能与骨肉瘤的发生存在间接联系。例如，EB病毒等病毒感染可能通过影响机体的免疫系统和细胞的生物学行为，间接促进肿瘤的发生。但目前关于病毒感染与骨肉瘤确切的因果关系还需要更多的研究来证实，病毒感染在骨肉瘤发病中所起的具体作用还不十分明确，可能是多种因素共同作用中的一个环节。
