人类白血病的确切病因至今未明。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
早已证实C型RNA肿瘤病毒或称逆转录病毒是哺乳类动物如小鼠、猫、牛、绵羊和灵长类动物自发性白血病的病因。这种病毒能通过内生的逆转录酶按照RNA顺序合成DNA的复制品，即前病毒，当其插入宿主的染色体DNA中后可诱发恶变。
2、遗传因素：白血病会遗传
遗传因素和某些白血病发病有关。白血病患者中有白血病家族史者占8.1%，而对照组仅0.5%。近亲结婚人群急性淋巴细胞白血病的发病率比期望值30倍。某些染色体有畸变、断裂的遗传性疾患常伴有较高的白血病发病率，如Down综合征、先天性血管扩张红斑症（Bloom综合征）和Fanconi贫血等。但白血病不是遗传性疾病。
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。全身和放射野较大的照射，特别是骨髓受到照射，放射线能导致双股DNA可逆性断裂，从而使细胞内致瘤病毒复制和排出。放射可诱发急、慢性非淋巴细胞白血病和慢性粒细胞白血病。
4、化学因素
苯会导致白血病。苯致急性白血病以急性粒细胞白血病和红白血病为主。烷化剂和细胞毒药物可致继发性白血病也较肯定，多数继发性白血病是发生在原有淋巴系统恶性肿瘤和易产生免疫缺陷的恶性肿瘤经长期烷化剂治疗后发生，乳腺癌、卵巢癌和肺癌化疗后也易发生继发性白血病。
白血病的症状，主要跟骨髓内造血功能的破坏有关。由于白血球有穿渗进入组织的作用，部分症状也跟此种特性有关：
1、骨髓造血功能破坏引起的症状
（1）容易发生青肿，点状出血：导因于制造血小板的巨核细胞减少，以致血小板缺乏；
（2）贫血：制造红血球的母细胞减少，导致红血球的缺乏。容易在走动，或运动时发生气喘和晕眩；
（3）持续发烧，感染经久不愈：大部分的白血球都是血癌细胞，无正常功能，导致免疫力下降，容易受到感染。
2、血癌细胞穿渗组织引起的症状
（1）淋巴结肿大；
（2）骨痛或关节痛：血癌细胞在骨髓内大量增生造成。轻敲急性淋巴细胞性白血病病人的胸骨，常会引起剧烈疼痛；
（3）牙龈肿胀；
（4）肝脾肿大；
（5）头痛和呕吐：血癌细胞穿渗进入中枢神经系统的表现；
（6）皮肤出现硬块：因为为看起来呈微绿色，又称绿色瘤；
（7）心包膜或是肋膜腔积水。
3、各类白血病的特殊表现
（1）急性前骨髓性白血病：弥漫性出血。
（2）慢性骨髓性白血病：大部分病人血小板数目上升，脾脏肿大。
（3）急性淋巴性白血病：若是导致胸中膈淋巴腺肿大，往往压迫气管，导致呼吸急促、咳嗽。
（4）成人T细胞淋巴性白血病：因为血中钙离子过高，导致脱水，意识不清，昏迷。