في المراحل المبكرة من النمو، تتكاثر خلايا العينين -المسماة الخلايا الأرومية الشبكية- داخل العين لتملأ جميع أجزاء شبكية العين. بعد ذلك، تتوقف هذه الخلايا عن التكاثر، وتتحول إلى خلايا شبكية ناضجة.
ينشأ ورم أرومة الشبكية نتيجة الطفرات الجينية التي تحدث في الخلايا العصبية المكونة لطبقة شبكية العين.
تؤدي هذه الطفرات الجينية إلى نمو الخلايا دون توقف وإلى تكاثرها بشكل خارج عن السيطرة. ومع تراكم هذه الخلايا السرطانية يتكون ورم أرومة الشبكة.