白血病是造血系统的恶性疾病，白血病细胞分别由造血系统的粒、红、巨核、淋巴及单核系细胞恶性转化而来。
根据白血病发病的学说，白血病是由一个最先突变的干细胞经过不断增殖和发展而成的，一般认为当体内恶性细胞增殖至109～1011水平时就可在患者血中查出白血病细胞。
白血病细胞与其他肿瘤细胞一样具有异常的形态、代谢及功能。它的生长极旺盛，失去分化成熟的能力及其相应功能。不同的是就单个白血病细胞来说在光镜下常常与相同阶段的正常造血细胞难以区别，恶性特征不如实体瘤（癌或肉瘤）细胞那样显著。
另一方面白血病细胞较实体瘤细胞离散或游走能力更大，较早进入血液和浸润其他器官和组织，一般不形成实体性、局限性肿块或占位性病变，少数情况下可形成白色肉瘤或绿色瘤（粒细胞肉瘤）等。
白血病细胞是致病因素所致的分化障碍、成熟停滞，如粒系细胞停滞在原始阶段则为原始粒细胞白血病，如停滞在早幼粒细胞阶段，就成为急性早幼粒细胞白血病，如停滞在较成熟的阶段，则为慢性白血病。
