病毒（30%）：
C型RNA肿瘤病毒或逆转录病毒早已被证明是哺乳动物如小鼠、猫、牛、羊和灵长类动物的自发性白血病的原因。这些病毒可以通过内源性逆转录酶合成RNA顺序的DNA拷贝，被称为前病毒，当插入宿主的染色体DNA时可以诱发恶性肿瘤。
肿瘤病毒携带病毒性肿瘤基因（v-onc），大多数脊椎动物（包括人类细胞）的基因在体内与v-onc同源，称为肿瘤基因。v-onc整合到宿主细胞的基因体中时可引起邻近基因的恶性转化，逆转录病毒感染也可引起恶性转化的癌基因的激活，导致靶细胞的恶性转化，进入 病毒基因，即使不含v-onc，如果改变了基因的正常功能，也可能引起白血病。
人类白血病的病毒病因已经研究了几十年，但到目前为止，只有成人T细胞白血病肯定是由病毒引起。
遗传因素（40%）：
遗传因素与某些白血病的发生有关，8.1%的白血病患者有白血病家族史，而对照组中只有0.5%。如唐氏综合征、先天性红斑狼疮（布鲁姆综合征）和范可尼贫血等疾病与白血病的高发病率有关。
50%的急性淋巴细胞白血病患儿有特定的掌纹，称为悉尼线，而且白血病与HLA抗原类型有一定的关联，如急性淋巴细胞白血病常有HLA-A2和A9，这说明遗传因素与白血病的发生有一定的关联，但对于大多数白血病来说，白血病毕竟不是一种遗传病。
辐射因素（10%）：
电离辐射有致白血病作用，其作用与辐射剂量的大小和辐射的部位有关，大剂量（1-9Gy）或多个小剂量都有致白血病作用。
全身和大的辐射场照射，特别是对骨髓的照射，可导致骨髓这样和免疫的程度，在照射后几个月仍可观察到染色体断裂和重组，而且辐射可导致双链DNA的可逆断裂。因此，允许细胞内致瘤病毒的复制和排泄，辐射可以诱发急性和慢性非淋巴细胞白血病和慢性粒细胞白血病，但不能诱发慢性淋巴细胞白血病，而且发病前常有一段骨髓抑制期，潜伏期约为2至16年。
化学因素（5%）：
苯的致白作用比较肯定，苯引起急性白血病，主要是急性粒细胞白血病和红细胞白血病，烷化剂和细胞毒药物可引起继发性白血病。大多数继发性白血病也发生在化疗后。
