Il cancro del colon-retto mostra un classico esempio di patogenesi "multistep"; questo significa che affinché si possano accumulare le mutazioni necessarie alla genesi del carcinoma invasivo occorrono diversi passaggi, intesi come momenti patologici caratterizzati dalla acquisizione di funzione di un proto-oncogene o dalla perdita di funzione di un gene oncosoppressore. Le mutazioni genetiche responsabili del cancro sporadico (non legate a mutazioni geneticamente acquisite) del colon-retto, sono le stesse che caratterizzano le forme ereditarie; possono essere prese in considerazione due grandi vie patogenetiche: