白血病确切病因至今未明。许多因素被认为和白血病的发病有关。病毒可能是主要的因素。此外，尚有遗传因素、放射、化学毒物或药物等因素。

1、病毒

多年研究早已证明属于RNA病毒的逆转录病毒可以引起人类T淋巴细胞白血病。其他病毒与白血病的关系也引起关注。

2、遗传素质

白血病不属于遗传性疾病，但在家族中却可以有多发性恶性肿瘤的情况;少数患儿可能患有其他遗传性疾病，如21-三体综合征、先天性睾丸发育不全症、先天性再生障碍性贫血伴有多发畸形、先天性远端毛细血管扩张性红斑症以及严重联合免疫缺陷病等，这些疾病患儿的白血病发病率比一般小儿明显增高。

此外，同卵孪生儿中一个患急性白血病，另一个患白血病的机率为20%，比双卵孪生的发病率高12倍。以上现象均提示白血病的发生与遗传素质有关。

3、放射因素

电离辐射有致白血病作用，其作用与放射剂量大小及辐射部位有关。一次较大剂量（1-9Gy）或多次小剂量均有致白血病作用。在曾经放射治疗胸腺肥大的小儿中，白血病的发生率比正常小儿高10倍。妊娠妇女照射腹部后，其新生儿的白血病发病率比未经照射者高17.4倍。

4、化学因素

苯及其衍生物、氯霉素、保泰松、乙双吗啉、烷化剂和细胞毒药物等均可诱发白血病。乳腺癌、卵巢癌和肺癌化疗后也易发生继发性白血病。近年来有不少报道指室内装修和家具、玩具污染是城市儿童白血病发病率上升的一大诱因。