Ung thư phổi có thể sinh ra do ảnh hưởng tiêu cực từ ô nhiễm môi trường, bức xạ, tính chất công việc, tiền sử bệnh lý, tuổi tác hoặc di truyền. Dưới đây là một số yếu tố dẫn đến ung thư phổi:

• Hút thuốc lá: Là tác nhân chính (80% – 90%) gây ra ung thư phổi. Trong khói thuốc lá có chứa ít nhất 73 chất gây ung thư đã biết, như là benzopyren, NNK, Buta-1,3-dien…Tại các nước phát triển, 90% số ca tử vong do ung thư phổi ở nam giới trong năm 2000 được cho là do hút thuốc, tỷ lệ này đối với phụ nữ là 70%.
• Hút thuốc lá thụ động: Nguy cơ mắc bệnh đối với những người sống cùng với người hút thuốc tăng lên từ 20–30%.
• Yếu tố môi trường nghề nghiệp: Tiếp xúc với amiăng, khí radon (trong đất, hầm mỏ), ngoài ra amiang còn có thể gây ra ung thư màng phổi
• Ô nhiễm không khí: Ô nhiễm không khí ngoài trời có một tác động nhỏ đến sự gia tăng nguy cơ mắc ung thư phổi. Các hạt vật chất nhỏ (bụi PM2.5) và các sol khí sunfat (có trong khí thải xe cộ) có liên quan tới sự gia tăng nguy cơ nhẹ. Theo ước tính, ô nhiễm không khí ngoài trời là nguyên nhân của 1–2% số trường hợp mắc ung thư phổi.
• Yếu tố di truyền: Những người có người thân bị ung thư phổi có có tỷ lệ mắc cao gấp đôi so với những người không có người thân bị ung thư phổi.