癌性神经肌病的发病机制尚未查明，可能与自身的免疫系统或者是癌肿所引起的一些免疫反应有所联系，有自身免疫系统疾病的患者和肿瘤患者的发病率比较高。
1、中毒学说：有学者认为是癌组织产生的毒素，影响神经代谢，或者是癌组织产生某种物质与神经的主要代谢产物相竞争的结果，也有人认为可能有一种毒素同时引起肿瘤和癌性神经肌病。
2、免疫：学者在癌性神经肌病患者的活检标本中有免疫球蛋白IgM等抗体沉积，故认为其发病可能与免疫作用有关，如肺癌、卵巢癌等。