Kilkadziesiąt lat temu białaczka była chorobą wcale nie bardziej powszechną niż w dzisiejszych czasach. Przyczyny białaczki do dziś nie są znane. Nie wiadomo, co tak naprawdę ją wywołuje. Jedyną medycznie udowodnioną przyczyną są czynniki genetyczne, które odgrywają bardziej istotną role u dzieci niż u dorosłych. Stwierdzono także, że nowotwór krwi u kolejnego dziecka w rodzinie zdarza się rzadko, a dzieci osób, które przeszły białaczkę, nie dziedziczą nowotworu.
Przyczyną białaczki mogą być również czynniki środowiskowe. Mogą do nich należeć rozpuszczalniki organiczne, pestycydy, herbicydy, dym tytoniowy, radon, klonalne choroby układu krwiotwórczego takie jak: czerwienica prawdziwa, nocna napadowa hemoglobinuria, włóknienie szpiku, samoistna nadpłytkowość, niedokrwistość plastyczna, szpiczak mnogi.
W Szwecji przeprowadzono wiele badań nad rejonami skażonymi substancjami promieniotwórczymi po katastrofie w Czarnobylu. Badania te nie wykazały wzrostu zachorowań na białaczkę. Wciąż przeprowadzanych jest wiele badań, które mają na celu wyłonienie przyczyn białaczki oraz czynników jej sprzyjających.
Naukowo potwierdzone czynniki ryzyka to nieduża grupa związków. Należą do nich benzen, inhibitory topoizomerazy, leki alkilujące. Dodatkowo białaczce sprzyja wystawienie na działanie promieniowania jonizującego.
W Polsce prężnie działa Grupa Pediatryczna do spraw Leczenia białaczek i Chłoniaków. Jej celem jest zebranie i analiza informacji o dzieciach chorych na nowotwór krwi.
Monika K