แพทย์เชื่อว่าเนื้องอกในมดลูกพัฒนาจากเซลล์ต้นกำเนิดในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อเรียบของมดลูก (myometrium) เซลล์เดียวแบ่งตัวซ้ำแล้วซ้ำเล่า ในที่สุดก็สร้างมวลยางที่แน่นหนาซึ่งแตกต่างจากเนื้อเยื่อใกล้เคียง รูปแบบการเติบโตของเนื้องอกในมดลูกแตกต่างกันไป — อาจเติบโตช้าหรือเร็ว หรืออาจมีขนาดเท่าเดิม เนื้องอกบางชนิดผ่านการงอกของการเจริญเติบโต และบางชนิดอาจหดตัวได้เอง เนื้องอกจำนวนมากที่มีอยู่ระหว่างตั้งครรภ์จะหดตัวหรือหายไปหลังการตั้งครรภ์ เนื่องจากมดลูกมีขนาดปกติ