可能的發病因素包括以下幾方面。
可能導致發生兒童白血病的因素包括遺傳、環境、病毒感染、免疫缺陷因素，但對每一個白血病患兒來說常不能確定其個體的致病原因。
(1)環境因素：
輻射因素：接受X線診斷與治療、32P治療、原子彈爆炸的人群白血病發生率高。二次世界大戰時日本發生原子彈爆炸后，當地白血病發病率增高即證實這一點。接觸治療性輻射也增加白血病的發病率。
化學因素：苯、抗腫瘤藥如烷化劑和足葉乙甙、治療銀病的乙雙嗎啉等均可引起白血病。其他與ALL發病可能有關的化學物品有除草劑、殺蟲劑、孕婦酗酒、避孕藥、煙草及化學溶劑，但這些因素與ALL發病的確切關系尚不肯定。
(2)感染因素：
病毒對某些動物的致癌作用及致白血病作用已得到證實。在人類已證實，成人T細胞白血病病毒(HTLV)可引起成人T淋巴細胞白血病。在小兒白血病尚未證實有特異病毒感染所致。已知兒童Burkitt淋巴瘤與EB病毒感染有關。總之，白血病的造血干細胞紊亂病因是多因素的，有外因有內因，內外因相互作用。外因有理化、病毒等，內因有染色體改變、DNA修復異常、免疫功能失衡等。盡管在先天性綜合征中白血病發生率增高，但多數白血病可能是后天獲得性的。有關白血病的確切病因，人們還在不斷努力探索研究中。
(3)先天性基因(遺傳)因素：
有報告白血病患兒(包括ALL)同胞的白血病發病率比普通人群高2～4倍。單卵雙胎中一個發生白血病后，另一個發生白血病的機會高達25%；發病年齡越小，另一個發病的機會越高；當發病年齡7歲時，另一個發病的機會明顯減少。說明白血病的發生可以有先天性遺傳因素參與，但確切的基因因素尚未十分明了。ANLL的染色體改變與許多臨床特征有關。ML：t(9；22)、inv(3)。M2：t(8；21)、t(9；22)、t(6；9)、t/del(12)。M3：t(15；17)。M4：t(8；21)、5qinv(3)、t/del(11)。M4E0：inv(16)、del(16)。M5a：t(11q)。M5b：t(3；16)。M6：t(3；5)。M7：inv(3)。根據診斷篩查時的遺傳學特征可將AML進行危險度分組,以便于后期的治療策略制定.參考NCCN(2010)建議的危險度分組：預后良好組、中等預后組、預后不良組。
先天性疾病：如Fanconi貧血、Downs綜合征、Bloom綜合征等，白血病發病率均較高。
(4)其他血液病：
某些獲得性疾病可轉化為AML，最常見的是骨髓異常增生綜合征(MDS)轉化為AML以往曾將轉化前的MDS稱之白血病前期。由MDS轉化的白血病絕大多數為AML其他如真性紅細胞增多癥、原發性骨髓纖維化等骨髓增生性疾病在病程后期均有轉化為AML的可能，少數不典型的再生障礙性貧血、陣發性睡眠性血紅蛋白尿癥也可轉化為AML。