放射线照射是慢粒较肯定的病因。日本广岛和长崎原子弹爆炸后幸存者、美国强直性脊柱炎接受放疗后以及宫颈癌放疗的患者中，慢粒的发生率明显高于未接触者。化学毒物和药物也能诱发慢粒，如长期接触苯可诱发慢粒。慢粒患者中HLA抗原系统中CW3和CW4出现频率较正常人为高，提示系易患慢粒的可能遗传性标志。
95%以上慢粒患者中可发现有Ph1染色体，即t（9；22）（q34；q11），如无Ph1染色体者可有bcr/abl基因重排，可能是异常的融合基因比异常的染色体出现更早，也可能是PCR技术比染色体技术检测更精确有关，Ph1阳性者预后较阴性者为佳。Ph1染色体是9号染色体上的原癌基因c-abl与22号染色体上的bcr基因（break point cluster re-gion，断裂点簇集区）发生易位融合，融合的abl/bcr基因转录成一段8.5 kb的融合mR-NA；编码生成的融合蛋白称P210，具有增强的酪氨酸蛋白激酶的活性，导致粒细胞转化和增殖。目前认为其在慢粒的形成及恶性表型方面起重要作用。实验研究通过逆转录病毒将abl/bcr基因转入鼠骨髓细胞，以产生表达P210的异常细胞克隆，移植入同基因鼠则发生类似慢粒的表现。