白血病的发病原因尚不是很明确，但是可能与生物因素、物理因素、化学因素、遗传因素或者某些血液病相关。
生物因素主要是免疫异常和病毒感染。研究显示自身免疫异常的人群患有白血病的几率较高，而某些病毒感染可能会导致淋巴细胞白血病的发生。γ射线、X射线等电离辐射和含苯的化学制剂、某些烷化剂等会导致染色体发生突变、重组而导致白血病。
患有唐氏综合征、先天性再生障碍性贫血、侏儒面部毛细血管扩张等先天性疾病的人群患有白血病的几率更大。多发性骨髓瘤、骨髓增生异常综合征、淋巴瘤等血液疾病患者后期可进展为白血病。
