多年研究早已證明屬於RNA病毒的逆轉錄病毒可以引起人類T淋巴細胞白血病。其他病毒與白血病的關係也引起關注。
白血病不屬於遺傳性疾病，但在家族中卻可以有多發性惡性腫瘤的情況;少數患兒可能患有其他遺傳性疾病，如21-三體綜合徵、先天性睾丸發育不全症、先天性再生障礙性貧血伴有多發畸形、先天性遠端毛細血管擴張性紅斑症以及嚴重聯合免疫缺陷病等，這些疾病患兒的白血病發病率比一般小兒明顯增高。
此外，同卵孿生兒中一個患急性白血病，另一個患白血病的機率爲20%，比雙卵孿生的發病率高12倍。以上現象均提示白血病的發生與遺傳素質有關。
電離輻射有致白血病作用，其作用與放射劑量大小及輻射部位有關。一次較大劑量(1-9Gy)或多次小劑量均有致白血病作用。
在曾經放射治療胸腺肥大的小兒中，白血病的發生率比正常小兒高10倍。妊娠婦女照射腹部後，其新生兒的白血病發病率比未經照射者高17.4倍。
苯及其衍生物、氯黴素、保泰鬆、乙雙嗎啉、烷化劑和細胞毒藥物等均可誘發白血病。乳腺癌、卵巢癌和肺癌化療後也易發生繼發性白血病。
近年來有不少報道指室內裝修和傢俱、玩具污染是城市兒童白血病發病率上升的一大誘因。
