神经母细胞瘤是在胚胎发育过程当中，组织细胞没有正常分化成熟形成正常的结构所形成的肿瘤。神经嵴细胞是一种胚胎性细胞，形成神经系统、交感神经系统，若在此过程中未分化成熟，形成正常结构，则会形成神经母细胞瘤。因此神经母细胞瘤是交感神经系统的胚胎性肿瘤，来源于胚胎时期的组织细胞，而并不在胚胎时期形成。
神经母细胞瘤的形成与胚胎时期各种不良影响和刺激有关，国外资料显示，如果孕期妈妈酗酒、抽烟或者存在一些射线刺激，则会增加胎儿神经母细胞瘤的发生机会。而一些外界不良刺激影响儿童发育也是发生神经母细胞瘤的原因之一。但是日常生活，比如饮食、气候、空气污染等外在因素，还没有明确的证据证明与神经母细胞瘤有关。