对食管癌细胞最早形成的原因和转移的规律，目前仍然没有搞清。食管黏膜正常细胞在人体需要的时候增殖，老化、受损后受调控而死亡。食管细胞可能就是在这个过程中代谢失调，增殖过度发生癌变的。理论推测，食管不断与食物密切接触，受环境影响，黏膜细胞基因改变的概率很大，有可能导致少数细胞快速超常增殖，使细胞分裂形成微小肿块，即使老化受损也不容易死亡，形成癌的原发病灶。癌细胞通常起源于鳞状上皮或腺上皮细胞，分别称为鳞癌和腺癌。在中国，食管鳞癌较常见。

如果不及时治疗，食管原发癌灶会不断增大，侵犯周围组织、器官，并通过血管或淋巴管向肺、肝、骨、脑等组织器官扩散，形成第二、第三等更多病灶，这个过程就是转移。