Nei carcinomi papillari, l'attivazione della via delle MAP-chinasi è pressoché costante, e avviene in seguito a due meccanismi di seguito descritti. Il primo comporta riarrangiamenti di RET o NTRK1 (Neurotrophic Tyrosine Kinase Receptor 1), entrambi codificanti per tirosin-chinasi transmembrana. Il secondo meccanismo implica invece mutazioni puntiformi del gene BRAF, il cui prodotto è una componente intermedia della via delle MAP-chinasi. La trasformazione neoplastica, inoltre e più in generale, può dipendere da vari meccanismi genetici ed epigenetici che includono: attivazione e inattivazione di mutazioni somatiche, alterazioni nei pattern di espressione genica, disregolazione dei microRNA e metilazione aberrante dei geni.