兒童時期與青春期患病時生長激素分泌增多可導致骨骺閉合延遲、長骨生長加速而發生巨人癥；青春期后骨骺已融合則形成肢端肥大癥；少數青春期起病至成年后繼續發展形成巨人癥。
垂體前葉分泌GH受下丘腦產生的GHRH（生長激素釋放激素）和下丘腦、胰腺等組織產生的生長抑素控制。GH進入循環后可刺激肝臟合成胰島素樣生長因子（IGF，生長介素），引起指端肥大、骨關節增生、心肌肥厚、內臟肥大增生、胰島素抵抗、結腸息肉和腫瘤發生等。
多激素分泌性GH腺瘤可同時分泌PRL（催乳素）、TSH（促甲狀腺素）和ACTH（促腎上腺皮質激素釋放激素）；GH腺瘤可伴隨McCune-Albright綜合征（多發性骨纖維不良、皮膚咖啡斑和性早熟等），也可伴隨MEN-1（多內分泌腺瘤病1型）、Carney綜合征（皮膚和心臟黏液瘤、Cushing綜合征和GH腺瘤）。