La carcinogenèse colorectale est un processus complexe essentiellement lié à des altérations génétiques successives. L'accumulation de ces anomalies génétiques conduit à l'apparition d'une crypte aberrante, puis d'un adénome, puis d'un cancer colorectal (CCR) avec un phénotype invasif associant prolifération, migration et néo-angiogenèse. La carcinogenèse colorectale est principalement liée à trois grands mécanismes : l'instabilité chromosomique (75 % des CCR), l'instabilité microsatellitaire (15 % des CCR) et l'hyperméthylation des îlots CpG (25 % des CCR) qui ne sont pas exclusifs les uns des autres. Dans chacun de ces phénotypes, la séquence des principales altérations génétiques est maintenant bien connue (voies Wnt/APC/β-caténine, RAS/RAF/MAPK, PI3K/AKT/mTOR, p53 et TGF-β). La plupart des CCR sont d'origine sporadique (70 %) mais dans une minorité de cas, des altérations constitutionnelles sont à l'origine du processus de carcinogenèse. Les deux formes familiales les mieux définies sont le syndrome de Lynch ou syndrome hereditary non polyposis colorectal cancer (HNPCC) et la polypose adénomateuse familiale. L'inflammation chronique ainsi que certains facteurs environnementaux, notamment nutritionnels, favorisent la carcinogenèse colorectale. D'autres avancées récentes permettent une meilleure compréhension de la transformation maligne, comme les cellules souches, les micro-acides ribonucléiques, la transition épithéliomésenchymateuse, le rôle du microbiote intestinal ou l'échappement à la réponse immune. Les progrès importants des techniques de biologie moléculaire ont amélioré la compréhension de la carcinogenèse colorectale (par exemple la découverte des mutations des gènes des polymérases) mais surtout permettent une caractérisation personnalisée de chaque tumeur pour une meilleure prise en charge thérapeutique. Ces avancées ont permis le développement de nouvelles thérapies ciblées, notamment les anticorps monoclonaux utilisés dans le traitement des CCR métastatiques.