Ο καρκίνος του εγκεφάλου εμφανίζεται όταν τα φυσιολογικά κύτταρα του εγκεφάλου υφίστανται μεταλλάξεις που τα μετατρέπουν σε καρκινικά. Το κυριότερο χαρακτηριστικό των καρκινικών κυττάρων είναι ότι πολλαπλασιάζονται ανεξέλεγκτα, έχοντας ξεφύγει από τους μηχανισμούς ελέγχου του οργανισμού. Υπάρχουν διάφοροι τύποι καρκίνου του εγκεφάλου. Ορισμένοι τύποι αναπτύσσονται πολύ αργά ενώ άλλοι αναπτύσσονται πολύ ταχύτερα.
Καθώς ο καρκίνος του εγκεφάλου αναπτύσσεται, μπορεί να εξαπλωθεί στις πέριξ φυσιολογικές περιοχές του εγκεφάλου. Μπορεί επίσης να προκαλέσει οίδημα στον εγκέφαλο. Εξαιτίας της επέκτασης και του οιδήματος προκαλούνται τα διάφορα συμπτώματα των όγκων του εγκεφάλου.