On distingue classiquement la leucémie aiguë (touchant préférentiellement les enfants et les adolescents) et la leucémie chronique (touchant préférentiellement les adultes).
La leucémie aiguë se caractérise par une prolifération des précurseurs des globules blancs et un arrêt de leur transformation de cellules blastes (jeunes leucocytes) en leucocytes mûrs possédant toutes les fonctions d'un globule blanc. Ceci a pour conséquence un nombre trop élevé de cellules immatures associées à un tout petit nombre (insuffisant) de globules blancs adultes.
Etant donné la grande variété de globules blancs, il existe plusieurs types de leucémies aiguës touchant :
- Les précurseurs des myélocytes (myéloblastes), dont la prolifération donnera la leucémie aiguë myéloïde.
- Les précurseurs des lymphocytes (lymphoblastes), dont la prolifération donnera la leucémie aiguë lymphoïde, qui est la plus fréquente chez l'enfant.
De la même manière pour la leucémie chronique on retrouvera :
- La leucémie myéloïde chronique.
- La leucémie lymphoïde chronique qui est la plus fréquente chez les personnes de plus de 40 ans.