Solut ovat elimistön pieniä rakennusosasia, joista kaikki elimistön kudokset muodostuvat. Solut jakautuvat tietyin väliajoin. Normaaleissa kudoksissa jakautuminen on hallittua ja tarkoin säädeltyä. Soluihin voi kuitenkin vuosien kuluessa aiheutua muutoksia eri syistä, esimerkiksi karsinogeenien eli syöpää aiheuttavien aineiden vuoksi. Muutosten seurauksena solujen jakautumisen säätely häiriintyy ja solut muuttuvat syöpäsoluiksi.

Keuhkosyöpä saa alkunsa, kun yksittäisen keuhkokudoksen solu muuttuu syöpäsoluksi. Koska syöpäsoluille on ominaista hallitsematon jakautuminen, lukuisia kertoja jakautuessaan syöpäsolut muodostavat ison ryhmittymän, jota kutsutaan kasvaimeksi eli tuumoriksi. Syöpäkasvaimen kasvu edellyttää myös toimivaa verisuoniverkostoa, jonka tehtävä on kuljettaa kasvaimelle happea ja ravinteita.

Syöpäsolut saattavat levitä myös kehon muihin osiin. Syövän etäpesäkkeitä eli metastaaseja syntyy, kun syöpäsolut liikkuvat kohti lähintä veri- tai imusuonta ja muodostavat kasvaimia muihin elimiin. Keuhkoista syöpäsolut voivat levitä verenkierron mukana esimerkiksi luustoon, maksaan, aivoihin tai lisämunuaisiin.