Guz Wilmsa jest jednym spośród nowotworów o najlepiej zbadanej patogenezie. Wykazano wiązadło wystąpienia choroby spośród mutacjami genów WT1 także WT2; obydwa geny zlokalizowane są na chromosomie 11. allel WT1 koduje faktor transkrypcyjny WT1, odgrywający rolę w rozwoju nerki także gonad; jest także regulatorem transkrypcji innych genów, między innymi kodujących PDGF także IGF-2. Nephroblastoma występuje częściej w następujących zespołach wad:
Ponadto niejednokrotnie stwierdza się współistnienie następujących wad wrodzonych: