Penyebab (etiologi) leukemia belum diketahui secara pasti, namun diketahui beberapa faktor yang dapat mempengaruhi frekuensi leukemia, seperti:
Radiasi Radiasi dapat meningkatkan frekuensi LMA. Tidak ada laporan mengenai hubungan antara radiasi dengan LLK. Beberapa laporan yang mendukung: Para pegawai radiologi lebih sering menderita leukemia Penderita dengan radioterapi lebih sering menderita leukemia Leukemia ditemukan pada korban hidup kejadian bom atom Hiroshima dan Nagasaki, Jepang Paparan radiasi -> interaksi titik atau eksitasi -> interaksi fisiokimia -> menghasilkan radikal bebas -> menginduksi terjadinya reaksi biokimia -> DNA rusak -> kerusakan permanen -> sel terbentuk, abnormal atau rusak yang terus membelah -> kanker Faktor Leukemogenik Terdapat beberapa zat kimia yang telah diidentifikasi dapat mempengaruhi frekuensi leukemia: Racun lingkungan seperti benzena. Benzena adalah senyawa kimia organik yang merupakan cairan tidak berwarna dan mudah terbakar serta mempunyai bau manis. Benzena merupakan kandungan alami dalam minyak bumi dan bersifat karsinogenik sehingga pemakaiannnya terbatas. Karsinogenik adalah penyebab kanker dengan mengubah DNA dalam sel tubuh dengan mengendap. Bahan kimia industri seperti insektisida Obat menyebabkan predisposisi LMA. Contohnya: obat golongan alkilating (klorambusil, melphalan, pro karbazine dan nitrosurea). Kerjanya yaitu dengan membentuk ikatan kovalen (alkilasi) yang aakan terjadi berbakai nukleofilik penting dalam tubuh misalnya fosfat, amino, hidroksil, karboksil. Namun, efek sampingnya berhubungan langsung dengan terjadinya alkilasi DNA ini. Alkilator yang bifungsional misalnya mustar nitrogen dapat berikatan kovalen dengan 2 gugus asam nukleat pada rantai yang berbeda membentuk cross-linking sehingga terjadi kerusakan fungsi DNA -> sifat sitotoksik / mutagenik. Virus Virus dapat menyebabkan leukemia seperti retrovirus, virus leukemia feline, HTLV-1 pada dewasa. Faktor genetik Kejadian leukemia meningkat lebih besar pada beberapa penyakit genetik seperti sindrom down (kejadian 30x lipat), sindrom bloom, anemia fanconi, dan sindrom klinefelter.