视网膜母细胞瘤是起源于视网膜光感受器前体细胞的恶性肿瘤，发病原因包括遗传因素（约40%为遗传性，由基因突变致，多双侧早发；约60%为散发性，胚胎发育中体细胞RB1基因突变致，多单侧晚发）、胚胎发育因素（胚胎期视网膜细胞分化异常，虽环境因素不明但为重要内在因素）及其他潜在因素（如病毒感染等，遗传和胚胎细胞异常分化为主要病因，有家族史者产检需关注胎儿眼部，散发性需早期发现眼部异常）。
遗传性视网膜母细胞瘤：约40%的视网膜母细胞瘤患者存在遗传因素，是由基因突变引起的。如果父母一方携带相关的突变基因，有50%的概率将其遗传给子代。例如，RB1基因是与视网膜母细胞瘤密切相关的抑癌基因，当RB1基因发生突变或缺失时，就会增加患视网膜母细胞瘤的风险。这种遗传因素导致的视网膜母细胞瘤发病年龄通常较早，多为双侧发病。
散发性视网膜母细胞瘤：约60%的患者为散发性，即没有明显的家族遗传史，是由于在胚胎发育过程中体细胞发生了RB1基因的突变所致。这种情况下，一般是单个眼发病，发病年龄相对遗传性的稍晚一些。
胚胎发育因素
在胚胎发育时期，视网膜的细胞分化异常，导致原始细胞不能正常分化为成熟的视网膜细胞，从而形成肿瘤细胞。这种胚胎发育过程中的异常可能受到多种因素的影响，如孕期母亲接触某些不良环境因素（虽然这种情况相对较少见，但仍可能是诱因之一），不过目前确切的导致胚胎发育过程中视网膜细胞分化异常的具体环境因素尚不完全明确，但可以确定胚胎发育阶段的细胞分化异常是发病的重要内在因素。
其他因素
目前研究发现一些潜在的因素可能与视网膜母细胞瘤的发生相关，比如某些病毒感染等，但这方面的研究还在不断深入中，不过相对而言，遗传因素和胚胎发育过程中的细胞异常分化是更为主要的致病原因。对于有家族遗传史的人群，孕期产检时需要更加密切关注胎儿眼部发育情况；对于散发性发病的个体，也需要早期发现眼部的异常表现，因为视网膜母细胞瘤如果能早期发现并治疗，预后相对较好，而延误治疗可能会导致严重的后果，甚至危及生命。
