Il faut tout d'abord préciser qu'il n'existe pas de cause connue avec certitude de la LAM. Il est plus juste de regrouper les causes de la leucémie aiguë myéloïde sous deux titres principaux :

Causes génétiques
Impact des facteurs environnementaux

Par causes génétiques, il ne s'agit généralement pas de causes héréditaires ou congénitales. Les anomalies génétiques qui apparaissent dans ces maladies sont le plus souvent acquises ultérieurement, à n'importe quel moment de la vie. Elles peuvent être observées dans un ou plusieurs gènes formant les chromosomes. On peut parfois observer des anomalies génétiques sous forme de cassures chromosomiques, la partie brisée se déplaçant sur un autre chromosome. Cette situation peut entraîner à la fois la cancérisation de la cellule et lui conférer une capacité de prolifération excessive, conduisant au développement d'une leucémie.

Parmi les facteurs environnementaux les plus fréquents, on peut citer l'exposition à de fortes doses de radiations (généralement se manifestant de nombreuses années après l'exposition), le tabagisme ou certains produits chimiques altérant la structure des cellules. En outre, on sait que l'incidence de la leucémie est augmentée au cours de certaines maladies sanguines que l'on pourrait qualifier d'aplasie médullaire. Chez les patients ayant reçu une chimiothérapie pour tout type de cancer, une leucémie peut survenir dans les années suivantes. Certains micro-organismes appelés virus peuvent déclencher le développement d'une leucémie.