Mikrotumat syntyvät ensisijaisesti akentrisista kromosomifragmenteista tai jäljelle jääneistä kokonaisista kromosomeista, jotka eivät sisälly mitoosin tuottamiin tytärytimiin, koska ne eivät kiinnity kunnolla kierteeseen kromosomien segregaation aikana anafaasissa. Nämä kokonaiset kromosomit tai kromatidifragmentit jäävät lopulta ydinkalvojen ympäröimiksi, ja ne ovat rakenteeltaan samanlaisia kuin tavanomaiset ytimet, vaikkakin kooltaan pienempiä. Tätä pientä ydintä kutsutaan mikrotumaksi. Mikrotumien muodostuminen voidaan havaita vain soluissa, joissa tapahtuu ydinjakautuminen, ja se voidaan nähdä selvästi käyttämällä sytokalatsiini B:tä sytokinesiksen estämiseksi, jolloin saadaan aikaan kaksitumaisia soluja.
Keskeiset kromosomifragmentit voivat syntyä monin eri tavoin. Yksi tapa on se, että DNA:n kaksoissäikeiden katkeamiset voivat johtaa symmetrisiin tai epäsymmetrisiin kromatidi- ja kromosomivaihdoksiin sekä kromatidi- ja kromosomifragmentteihin. Jos DNA-vaurio ylittää solun korjauskapasiteetin, korjaamattomat DNA:n kaksoisjuostekatkokset voivat johtaa myös akentrisiin kromosomifragmentteihin. Toinen tapa, jolla eksentrisiä kromosomifragmentteja voi syntyä, on se, että homologiseen rekombinaatiokorjaukseen liittyvien geenien (esim. ATM, BRCA1, BRCA2 ja RAD51) viat johtavat virheettömän homologisen rekombinaatiokorjauksen virheettömään DNA:n korjausväylään ja saavat solun turvautumaan virhealttiiseen NHEJ-korjausväylään, mikä lisää DNA-katkojen vääränlaisen korjautumisen, dikentristen kromosomien muodostumisen ja akentristen kromosomifragmenttien todennäköisyyttä. Jos myös NHEJ-korjausreitin entsyymit ovat viallisia, DNA-katkoksia ei välttämättä korjata lainkaan. Lisäksi lähekkäin ja vastakkaisilla komplementaarisilla DNA-juosteilla sijaitsevien vaurioituneiden tai sopimattomien emästen samanaikainen eksisiokorjaus voi johtaa DNA:n kaksoissäikeisiin murtumiin ja mikrotumakkeiden muodostumiseen, erityisesti jos korjauspolun aukkoja täyttävää vaihetta ei saada päätökseen.
Mikrotumat voivat muodostua myös pirstoutuneista kromosomeista, kun nukleoplasmiset sillat (NPB) muodostuvat, venyvät ja katkeavat telofaasin aikana.
Mikrotumien muodostuminen voi johtua myös kromosomien malsegregaatiosta anafaasin aikana. Sytosiinin hypometylaatio sentromeerisillä ja perisentromeerisillä alueilla ja satelliitti-DNA:n korkeamman järjestyksen toistot sentromeerisessä DNA:ssa voivat johtaa tällaisiin kromosomien katoamistapahtumiin. Klassinen satelliitti-DNA on normaalisti voimakkaasti metyloitunut sytosiinijäämien osalta, mutta se voi muuttua lähes täysin metyloitumattomaksi ICF-oireyhtymän (immunodeficiency, centromere instability, and facial anomalies syndrome) tai DNA-metyylitransferaasi-inhibiittorihoidon jälkeen. Koska sytosiini- ja histoniproteiinien metylaatio vaikuttaa kinetokooriproteiinien kokoonpanoon sentromeereissä, heterokromatiinin eheyden väheneminen hypometylaation seurauksena voi häiritä mikrotubulusten kiinnittymistä kromosomeihin ja jännityksen havaitsemista oikeista mikrotubulus-kinetokoriyhteyksistä. Muita mahdollisia syitä kromosomien häviämiseen, jotka voivat johtaa mikrotumien muodostumiseen, ovat kinetokorien ja mikrotubulusten vuorovaikutusten viat, mitoottisen karan kokoonpanon viat, mitoosin tarkistuspisteiden viat, epänormaali sentrosomin monistuminen ja telomeeristen päiden fuusioituminen, joka johtaa disentrisiin kromosomeihin, jotka irtoavat karasta anafaasin aikana. Kromosomien katoamistapahtumista peräisin olevat mikrotumat ja akentriset kromosomifragmentit voidaan erottaa toisistaan käyttämällä pancentromerisia DNA-koettimia.