白血病有一定的遗传倾向，但并不是说父母患有白血病子女就一定会得白血病。研究发现，某些遗传性疾病如唐氏综合征等，患者患白血病的风险比正常人群高10 - 30倍左右。
白血病的遗传相关因素
特定遗传综合征相关
范可尼贫血：这是一种常染色体隐性遗传性疾病，患者体内的基因存在缺陷，这类患者发生白血病的几率明显高于正常人群。患者由于DNA修复功能异常，细胞容易发生突变，进而增加了患白血病的风险。先天性角化不良：也是一种遗传性疾病，患者的端粒酶相关基因等存在异常，患白血病的风险也会升高。患者除了皮肤等方面的表现外，白血病的发病风险较常人明显增加。
家族聚集性情况
虽然白血病不是典型的单基因遗传病导致家族中多人发病，但有家族聚集性的现象。如果家族中有亲属患有白血病，那么家族中的其他成员患白血病的风险会比普通人群稍高一些。不过这种风险升高的幅度相对较小，而且环境因素等也在其中起到重要作用。比如一个家族中如果有多人患白血病，除了遗传易感性外，共同的生活环境、接触的某些化学物质等也可能是导致这种家族聚集现象的原因之一。
染色体异常与遗传
某些染色体的异常改变与白血病的发生有关，并且这些异常有可能在家族中遗传。例如，费城染色体（Ph染色体）是慢性髓细胞白血病的特征性染色体异常，它是由于9号染色体和22号染色体长臂部分易位形成的。在一些家族性白血病的病例中，可能存在类似的染色体异常遗传倾向。但并不是所有携带这种染色体异常的人都会患白血病，环境因素如接触放射性物质、化学毒物（如苯及其衍生物等）等会诱发染色体进一步突变，从而导致白血病的发生。