病因至今仍不完全清楚， 病毒可能是主要的致病因數， 但還有許多因素如放射、化學毒物（苯等）或藥物、遺傳素質等可能是致病的輔因數。
1．病毒因素 RNA腫瘤病毒在鼠、貓、雞和牛等動物的致白血病作用已經肯定， 這類病毒所致的白血病多屬於T細胞型。
2．化學因素 一些化學物質有致白血病的作用。 如接觸苯及其衍生物的人群白血病發生率高於一般人群。 亞硝胺類物質， 保泰松及其衍生物、氯黴素等誘發白血病的報告也可見到， 但還缺乏統計資料。 某些抗腫瘤的細胞毒藥物如氮芥、環磷醯胺、甲基苄肼、VP16、VM26等，
3．放射因素 有確實證據可以肯定各種電離輻射條件可以引起人類白血病。 白血病的發生取決於人體吸收輻射的劑量， 整個身體或部分軀體受到中等劑量或大劑量輻射後都可誘發白血病。 然而， 小劑量的輻射能否引起白血病， 仍不確定。 日本廣島、長崎爆炸原子彈後， 受嚴重輻射地區白血病的發病率是未受輻射地區的17～30倍。 爆炸後3年， 白血病的發病率逐年增高， 5～7年時達到高峰。 至21年後其發病率才恢復到接近於整個日本的水準。 放射線工作者， 放射線物質經常接觸者白血病發病率明顯增加。 接受放射線診斷和治療可導致白血病發生率增加。
4．遺傳因素 有染色體畸變的人群白血病的發病率高於正常人。
