黑色素細胞瘤可由表皮黑色素細胞，痣細胞或真皮成黑色素細胞組成。腫瘤起源於外胚葉的神經嵴，黑色素細胞位於表皮層與基底細胞間排列，細胞產生色素後，通過樹狀突將黑色素顆粒輸送到基底細胞和毛髮內。正常黑色素細胞瘤變的真正原因尚不清楚，與下列因素可能有關：
1.良性黑色素斑塊 即黑痣，其中交界痣最易惡變，混合痣較少，而內皮痣則極少惡變。但頭皮黑色素瘤多數並非黑痣轉變而來，故有人認為本病不完全與黑痣有關。
2.陽光和紫外線照射 頭皮黑色素瘤多見於曝光部位，根據以色列統計，農業工人的年發病率15.4/10萬，較城市者高，居住在沿海地區的居民則比居住在山區者高。20世紀80年代以來黑色素瘤發病率增長1倍以上，估計與大氣臭氧層破壞以及皮膚受到紫外線過度照射有關。
3.種族 白人比有色人種發病率高，如美國白種人的年發病率高達42/10萬，而黑人僅為0.8/10萬。
4.其他 遺傳、外傷、慢性機械刺激等因素，也可為致病因素。
