催乳素瘤的发病机制有几个假设。过去认为长期服用雌激素可能是PRL瘤形成的原因，但大规模研究表明口服避孕药，尤其是低剂量的雌激素和PRL肿瘤的形成没有联系。自20世纪90年代初分子生物技术研究取得进展以来，目前认为垂体PRL分泌细胞的内在缺陷是PRL肿瘤形成的原因是下丘脑调节垂体PRL细胞功能障碍只起到允许和促进作用，两者都参与垂体PRL瘤的发生。
实验表明，雌激素可以形成实验大鼠PRL肿瘤认为雌激素的作用是减少增生抑制因子(PIF)，削弱下丘脑对PRL临床上，育龄妇女调节细胞PRL肿瘤发病率最高，妊娠使原有PRL肿瘤明显增大，约10％的PRL肿瘤发生在妊娠后，多巴胺激动剂溴隐亭治疗约90％的PRL瘤病人血清PRL水平下降，肿瘤体缩小等。PRL肿瘤病因上有多巴胺，即PIF作用不足。
另一方面，实验和临床都表明PRL肿瘤具有很强的功能自主性，因此被认为是PRL肿瘤对下丘脑调节激素反应异常是肿瘤细胞内部缺陷继发性功能障碍，近年来，通过使用X染色体失活分析证实了大多数垂体PRL肿瘤起源来自单个PRL细胞异常克隆表明肿瘤起源于垂体PRL结合上述临床和实验研究，可以解释细胞本身的原发缺陷PRL前者指垂体，即肿瘤发生的初始阶段和促进阶段PRL细胞发生外部因素的作用下，细胞发生突变细胞在内部或外部因素的作用下不断克隆和扩展成肿瘤。
