目前認為垂體腺瘤來源于腺垂體細胞，如單激素細胞腺瘤如生長激素、泌乳素細胞腺瘤等來源于分泌相應激素的腺細胞，而對一些多激素來源的腺瘤還有爭議。
過去一直認為一種細胞只能分泌一種相應的激素，20世紀70年代Zimmemrman用PAP法研究5例正常人垂體組織證實，在同一種細胞內具有能與生長激素和泌乳素兩種激素抗體結合的顆粒，說明兩種激素可以同時在同一垂體細胞內產生。
Midyley認為促卵泡素和黃體生成素可由同一種細胞分泌。 Horvath報告了9例垂體泌乳素、生長激素細胞腺瘤。Kovacs也指出在非腫瘤情況下這種雙激素分泌細胞同樣散在于腺垂體中，只是數量較少而已。
上述研究結果說明，垂體內一種細胞不是只能分泌一種相應的激素。這類多激素細胞腺瘤，稱之為“異源性垂體腺瘤”。其發生機制一般認為與瘤細胞的基因表達有關，可能牽涉到基因的不穩定性和優勢選擇，也可能是細胞表型的變化，而沒有基因潛能的變化。
近年來認為嫌色細胞腺瘤來源于分化程度較低或未分化的細胞，這種細胞可以向其他分泌激素的細胞轉化，臨床上可伴有相應激素分泌增多的癥狀，電鏡下可見分泌顆粒。
Leuis認為這類非功能垂體腺瘤雖有分泌顆粒，但瘤細胞分化較低，未能形成有生物效應的激素。Kovacs認為這種瘤細胞能夠合成少量的激素或產生無活性的激素前體;或為目前尚未能檢測的激素。
Betzdorf測定瘤細胞組織培養液內生長激素的濃度，發現一些嫌色性細胞瘤與嗜酸性細胞瘤同樣是升高的，這就可解釋一些嫌色細胞腺瘤為什么伴有肢端肥大癥。