I de fleste tilfeller av testikkelkreft er det såkalte kjønnsceller, celler som er forløpere til sædcellene, som utvikler seg til kreftceller. I sjeldne tilfeller kan testikkelkreft også oppstå i såkalte Leydigceller og Sertoliceller. Typen som oppstår i kjønnscellene (germinalcelletumor) kan deles inn i to hovedgrupper basert på utseende til kreftcellene, seminomer og nonseminomer. Det er fortsatt ikke klarhet i årsaken til at testikkelkreft oppstår, men forskere har holdepunkter for at det første steget fra normale celler til kreftceller skjer allerede i fosterstadiet, og at en forstyrrelse av hormonbalansen i mors liv kan være av betydning. Det er også en overhyppighet av sykdommen hos menn som har vanskeligheter med å få barn og for menn hvor ikke begge testiklene har kommet helt ned i pungen ved fødselen.