Leukemia tidak disebabkan oleh sitopenia, tetapi oleh peningkatan klonal dalam sel-sel leukemia. Leukemia disebabkan oleh peningkatan sel primitif atau naif dalam sistem hematopoietik, menyebabkan penurunan sel normal, seperti leukemia limfoblastik akut dan leukemia granulositik akut dan leukemia monositik akut yang disebabkan oleh peningkatan limfosit. Sitopenia disebabkan oleh penekanan hematopoiesis sumsum tulang normal setelah timbulnya leukemia, seperti leukemia limfoblastik akut karena peningkatan limfosit abnormal dan penurunan sel darah normal, sehingga terjadi anemia dan trombositopenia. Oleh karena itu, pasien dengan leukemia akut hadir secara klinis dengan anemia, perdarahan, atau trombositopenia.