白血病的病因目前尚不完全清楚，目前认为的因素主要有以下几点：
一，生物因素。主要由病毒感染和免疫功能异常。成人的T细胞白血病、淋巴瘤可以由人类的T淋巴细胞病毒一型所致，病毒感染机体以后作为内源性病毒整合，并且潜伏在宿主细胞以内。一旦在某些理化因素的作用下即被激活表达，而诱发了白血病或作为外源性病毒，由外界以横向的方式传播感染，直接致病。部分免疫功能异常者，如某些自身免疫性疾病患者，白血病的危险度会显著增加。
二，物理因素，包括X射线、γ射线等电离辐射，早在1911年就首次报道了放射工作者发生白血病的病例。日本广岛长期受到原子弹袭击以后幸存者中白血病的发病率比未照射的人群高了30倍以上，患者多数为急性白血病和慢例。研究表明大面积和大剂量的照射可以使骨髓抑制和机体的免疫力下降、DNA突变、断裂和重组，导致白血病的发生。
三，化学因素。多年接触苯以及含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积变和致白血病作用，抗肿瘤药物中烷化剂和拓扑异构酶Ⅱ抑制剂有致白血病的作用，化学物质所致的白血病以急性髓系白血病为多。
四，遗传因素。家族性白血病约占白血病的0.7%，单卵双生者，如果一个人发生白血病，另一个人的发病率约为20%。唐氏综合征有21号染色体的三体改变，其白血病的发病率达十万分之五十，比正常人群高20倍。先天性再障患者、布卢姆综合征、共济失调、毛细血管扩张症及先天性免疫球蛋白缺乏症等患者的白血病发病率均较高，表明白血病与遗传因素有关。
五，其他血液病。某些血液病最终可能发展为白血病，如骨髓增生异常综合征、淋巴瘤、多发性骨髓瘤、阵发性睡眠性血红蛋白尿等，白血病的发生可能是多步骤的。目前认为至少有两类分子是共同参与发病，即二次打击学说，其一各种原因所致的造血细胞内一些基因的决定性突变。其二，一些遗传学改变可能会涉及某些转入因子导致造血细胞分化阻滞或者是分化紊乱 。
