El cáncer es una enfermedad genética. Los cambios en los genes que controlan el funcionamiento de las células, en especial, cómo se forman y multiplican, causan el cáncer.
Los cambios genéticos que causan cáncer se producen por estos motivos:

• Errores que ocurren cuando las células se multiplican.
• Daños en el ácido desoxirribonucleico (ADN) por sustancias perjudiciales en el medio ambiente, como las sustancias químicas en el humo del tabaco y los rayos ultravioleta del sol. Para obtener más información, consulte la sección Causas y prevención.
• Se pasan por herencia de padres a hijos.

En general, el cuerpo elimina células con daños en el ADN antes de que se vuelvan cancerosas. Pero la capacidad del cuerpo disminuye a medida que las personas envejecen. Por eso el riesgo de cáncer aumenta con la edad.
El cáncer de cada persona es una combinación única de cambios genéticos. A medida que el cáncer sigue creciendo, ocurren otros cambios. Incluso dentro del mismo tumor, es posible que las diversas células tengan cambios genéticos distintos.

Las células cancerosas son muy distintas de las células normales. Por ejemplo:

• Las células cancerosas se originan sin recibir señales de que se deben formar. Las células normales solo se forman cuando reciben estas señales.
• Las células cancerosas no hacen caso a las señales que indican a las células qué dejen de multiplicarse o que deben destruirse. Este proceso se llama muerte celular programada o apoptosis.
• Las células cancerosas invaden áreas cercanas y se diseminan a otras áreas del cuerpo. Las células normales dejan de multiplicarse cuando se encuentran con otras células, y la mayoría de las células normales no se mueven a otras partes del cuerpo.
• Las células cancerosas hacen que los vasos sanguíneos crezcan en dirección a los tumores.  Estos vasos sanguíneos llevan oxígeno y nutrientes a los tumores y quitan los productos de desecho de los tumores.
• Las células cancerosas se esconden del sistema inmunitario. El sistema inmunitario suele destruir las células dañadas o anormales.
• Las células cancerosas engañan al sistema inmunitario para seguir vivas y multiplicarse. Algunas células cancerosas incluso logran que las células inmunitarias protejan el tumor en vez de atacarlo.
• Las células cancerosas incorporan numerosos cambios en los cromosomas, como partes del cromosoma que se repiten o faltan. Algunas células cancerosos tienen el doble de cromosomas normales.
• Las células cancerosas dependen de nutrientes que son distintos a los que necesitan las células normales. Además, algunas células cancerosas crean energía de los nutrientes de formas diferentes a las que usan la mayoría de las células normales. Esto permite que se multipliquen mucho más rápido.

Muchas veces, las células cancerosas necesitan muchísimo de estos comportamientos anormales que no pueden sobrevivir sin estos. Por eso los investigadores aprovechan para idear terapias que apuntan a las características anormales de las células cancerosas. Por ejemplo, algunas terapias de cáncer evitan que los vasos sanguíneos crezcan en dirección a los tumores, y esto evita que el tumor consiga los nutrientes que necesita.

Los cambios genéticos que contribuyen al cáncer suelen afectar a tres tipos principales de genes: protooncogén, gen supresor de tumoral y gen de reparación de ADN. Estos cambios a veces se llaman “oncoiniciadores”.

Los protooncogenes participan en la formación y multiplicación normal de las células. Pero cuando hay ciertos cambios en estos genes o hay más actividad de la normal, podrían convertirse en genes que causan cáncer, llamados oncogenes. Esto hace que las células se multipliquen y sobrevivan en casos en los que no deberían.

Los genes supresores tumorales también controlan la formación y multiplicación de las células. Las células con ciertos cambios en los genes supresores tumorales podrían multiplicarse sin control.

Los genes de reparación de ADN arreglan el ADN dañado. Las células con mutaciones en estos genes tienden a presentar más mutaciones en otros genes y cambios en los cromosomas (como trozos de cromosoma repetidos o faltantes). Cuando se juntan ambos tipos de mutaciones, es posible que las células se vuelvan cancerosas.

Al aprender más sobre los cambios moleculares que llevan al cáncer, los científicos descubrieron que algunas mutaciones son más comunes en numerosos tipos de cáncer. Ahora hay muchos tratamientos de cáncer dirigidos a mutaciones específicas presentes en los cánceres. Es posible usar algunos de estos tratamientos dirigidos en cualquier persona con cáncer que tenga la mutación específica, sin importar en qué parte del cuerpo se inició el cáncer.

El cáncer que se diseminó del sitio donde se inició a otra parte del cuerpo se llama cáncer metastásico. El proceso por el que las células cancerosas se diseminan a otras partes del cuerpo se llama metástasis.

El cáncer metastásico tiene el mismo nombre y el mismo tipo de células cancerosas que el cáncer primario. Por ejemplo, el cáncer de seno (mama) que forma un tumor metastásico en el pulmón es cáncer de seno metastásico, no es cáncer de pulmón.

Cuando se observan al microscopio, las células cancerosas metastásicas en general se ven igual que las células del cáncer primario. Es más, las células cancerosas metastásicas y las células del cáncer primario suelen tener características moleculares en común, como cambios específicos en los cromosomas.

En algunos casos, el tratamiento ayuda a prolongar la vida de las personas con cáncer metastásico. En otros casos, la meta principal del tratamiento del cáncer metastásico es evitar que se disemine o aliviar los síntomas de la enfermedad. Los tumores metastásicos a veces causan daños graves que afectan el funcionamiento del cuerpo. La metástasis causa la mayoría de las muertes por cáncer.