一、發病原因（60%）：
NFⅠ基因組跨度350Kb，cDNA 長11Kb，含59 個外顯子，編碼2818 個氨基酸，組成327kD 的神經纖維素蛋白(neutofibronin)，分布在神經元。NFⅠ基因是一腫瘤抑制基因，發生易位、缺失、重排或點突變時腫瘤抑制功能喪失而致病。NFⅡ基因缺失突變引起Schwann 細胞瘤和腦膜。
二、發病機制（35%）：
本病的發病機制未明，可能是神經嵴發育異常。晚近認為與神經生長因子生成過多或活性過高，促使神經纖維異常增殖，導致腫瘤生長有關。
主要病理特點是外胚層神經組織發育不良、過度增生和腫瘤形成。NFⅠ神經纖維瘤好發于周圍神經遠端、脊神經根，尤其馬尾;腦神經多見于聽神經、視神經和叁叉神經。脊髓內腫瘤包括室管膜瘤和星型膠質細胞瘤，顱內腫瘤最常見為腦膠質細胞瘤，腫瘤大小不等，成梭性細胞排列，細胞核似柵欄狀。
電鏡檢查表明這些腫瘤是由成纖維細胞或周圍神經的施萬細胞增生而形成的。腫瘤通常為良性，且生長緩慢。大約3%～4%可發生惡變，尤其大型叢狀神經瘤更有惡變可能。惡變多為周圍性腫瘤，中樞的腫瘤極少有惡變。皮膚纖維瘤和纖維軟瘤系由纖維組織增生所形成。多位于真皮或皮下組織，無細胞膜，皮膚色素斑由表皮基底細胞層內黑色素沉積所致。
NFⅡ多見雙側聽神經瘤和多發性腦膜瘤，瘤細胞排列松散，常見巨核細胞。此外，本病還可有腦膜膨出、脊髓空洞癥、和先天性畸形等病變。有些病人尚有神經系統以外的病損，如代謝性骨病引起骨質增生、顱孔閉塞、因正常骨質被成纖維細胞和纖維細胞所取代而使骨質稀疏、囊腫形成;以及先天性脊柱異常、骨囊腫、脛骨假關節形成;也可有某一肢體及半側舌或面部的肥大、脊柱側彎等。還有報告大腦皮質組織學異常、灰質異位島區和局限性神經膠質增生等，這可能是產生智力遲鈍的原因。
