Les causes exactes de la plupart des leucémies demeurent inconnues.
Certains facteurs peuvent augmenter le risque de développer la maladie, sans pour autant déclencher une leucémie chez toutes les personnes concernées :
- une exposition répétée ou durable à certains produits chimiques (benzène, formaldéhyde, par ex.) ;
- des thérapies antérieures : il arrive que des personnes soignées par chimiothérapie ou radiothérapie pour un autre cancer développent une leucémie (leucémies dites secondaires) ;
- certaines mutations génétiques augmentent le risque de développer une leucémie
- la trisomie 21 (syndrome de Down).