髓母细胞瘤的细胞起源、病因和发病机制尚未阐明。6.4%的髓母细胞瘤的发生与遗传综合征和天生异常有关，JC病毒感染也与发病有关，维生素C、铁、钙等的缺乏也与疾病发生有关。
一、主要病因
近来的研究认为髓母细胞瘤由原始神经干细胞演化而成，此类细胞有向神经元及神经胶质细胞等多种细胞分化的潜能，属原始神经外胚叶肿瘤(PNETs)，是一种神经母细胞瘤，其位于后颅窝者又专称为髓母细胞瘤。后颅窝中线处的髓母细胞瘤来源于后髓帆中向外颗粒层分化的室管膜增殖中心的原始细胞，这些细胞可能在出生后数年仍然存在。而偏于一侧生长的髓母细胞瘤则发生于小脑皮质的胚胎颗粒层，这层细胞位于软膜下小脑分子层表层，此层细胞在正常情况下于出生后一年内消失，这可能是髓母细胞瘤多见于儿童的原因之一。有人认为在大龄儿童及成人肿瘤主要来源于前者，而小龄儿童髓母细胞瘤则来源于后者。
二、诱发因素
1、维生素C、铁、钙等的缺乏：研究证实在怀孕期间铁、钙和维生素C的补充，以及在怀孕前6周注意多种维生素的补充，可能减少其后代发生髓母细胞瘤。
2、病毒感染：研究表明JC病毒可能在髓母细胞瘤的发生学上扮演重要角色。