尽管作为一个独立的疾病，但约有50％的Lambert-Eaton肌无力综合征发生于肿瘤相关患者人群中。可合并Lambert-Eaton肌无力综合征的常见肿瘤疾病包括小细胞肺癌，霍奇金淋巴瘤，非霍奇金淋巴瘤，T细胞淋巴瘤，非小细胞肺癌，前列腺癌以及膀胱移形细胞癌。与胸腺相关的肌无力综合征包括重症肌无力，通常会因活动时无力，而Lambert-Eaton肌无力综合征在频繁活动时常会得到缓解。
无论是独立发病或是肿瘤相关疾病，Lambert-Eaton肌无力综合征已被确定是免疫源性疾病。1989年，突触前膜电压门控式Ca离子通道的抗体已被证明可导致前膜的乙酰胆碱释放减少。
但有一些病人的血清中并没有相关抗体，这类病人的确切发病机制仍有待认定。目前认为，Lambert-Eaton肌无力综合征与肺小细胞癌合并发生的病因是因为针对肿瘤细胞的抗体对神经肌肉接头处的离子通道蛋白产生了交叉反应。
