白血病的确切病因尚不完全清楚，但与地域环境因素、电离辐射、化学接触、酗酒与吸烟，主要与机体对某些病毒感染所致的特殊反应有关。此外，近年来通过基因突变频率和遗传学易患生物标记研究发现，它可能是遗传学和环境因素共同作用的结果，急性髓细胞性白血病的好发人群与密切接触以上因素有关。
一、主要病因
1、生物因素：主要是病毒感染和免疫功能异常，成人T细胞白血病/淋巴瘤(ATL)可由人类T淋巴细胞病毒Ⅰ型所致。病毒感染机体后，作为内源性病毒整合并潜伏在宿主细胞内，且在某些理化因素作用下，即被激活表达而诱发白血病，或作为外源性病毒由外界以横向方式传播感染，直接致病。部分免疫功能异常者，如某些自身免疫性疾病病人白血病危险度会增加。
2、物理因素：包括X射线、γ射线等电离辐射，大面积和大剂量照射可使骨髓抑制和机体免疫力下降，DNA突变、断裂和重组，导致白血病发生。
3、化学因素：多年接触苯以及含有苯的有机溶剂与白血病发生有关。乙双吗啉是乙亚胺的衍生物，具有极强的致染色体畸变和致白血病作用。抗肿瘤药物中烷化剂和拓扑异构酶Ⅰ抑制剂有致白血病的作用，化学物质所致的白血病以AML为多。
4、遗传因素：家族性白血病约占白血病的0.7%，单卵孪生子，如果一个人发生白血病，另一个人的发病率为1/5，唐氏综合征白血病发病率达50/10万。
二、诱发因素
1、病毒感染与自身免疫异常：病毒感染机体后，作为内源性病毒整合并潜伏在宿主细胞内，且在某些理化因素作用下，即被激活表达而诱发白血病，或作为外源性病毒由外界以横向方式传播感染直接致病。部分免疫功能异常者，如某些自身免疫性疾病病人白血病危险度会增加。
2、装修因素：装修中使用的粘合剂、涂料等会释放甲醛、苯等有害物质，容易对抵抗力较弱的人群造成血液系统的损伤，诱发白血病。