السبب الرئيسي لسرطان الدم غير معروف بشكل عام ولكن هناك العديد من العوامل المحتملة التي تدخل في التسبب في هذا المرض حيث يمكن أن تلعب عوامل مثل التاريخ العائلي والتدخين والاضطرابات الوراثية مثل متلازمة داون واضطرابات الدم وتاريخ العلاج الإشعاعي أو العلاج الكيميائي والتعرض المطول للإشعاع وحتى التعرض الطويل الأمد للمواد الكيميائية مثل البنزين دورًا فعال في التسبب في سرطان الدم.