ATLL是由C型逆转录病毒HTLV-1感染引起，其传播途径不一，包括母亲通过胎盘或哺乳传染给子女或滥用静脉内给药或性交传播，但绝大多数感染者不发生ATLL，尚不了解引发ATLL的必须协同因素。高达90%感染HTLV-1的人仍然缺乏症状。

　　前病毒DNA的整合似乎是随机的，可见不同的克隆性染色体异常，包括三体3，7和21，以及染色体6号长臂上6q和6q21带的断裂，检测出多个丢失和易位或失去X染色体，在某些患者中也检测出极复杂的染色体异常，在ATLL特别是淋巴瘤型和急性型患者中检测出不少肿瘤抑制基因，包括CDK抑制基因（P15，P16）、P53和RB的突变或失去功能，也曾证明P21过度表达。

　　在病因学上，HTLV-1虽与ATLL的发生有关，但后者的确切发病机制尚不明确。虽然HTLV-1 tax蛋白的功能是通过核内转录分子的活化而作为某些细胞基因，包括IL-2、IL-2Rβ和c-fos细胞基因的活化因子（activator），并通过病毒CREB/ATF部位强有力地活化病毒基因的转录，但体外tax活化HTLV-1感染T淋巴细胞，是通过上述途径诱导细胞多克隆性增殖，而且自感染至起病的潜伏期可长达60年，提示ATLL的肿瘤发生还有其他机制。近年研究提示ATLL的恶性转变为多次打击现象，不相关联的基因改变对ATLL的肿瘤发生也重要。这些基因改变可能是引起不同期和类型（隐匿、慢性、淋巴瘤、急性）ATLL的原因。P16和P53基因系重要的细胞周期负调节者在肿瘤常示突变。近年研究这两种基因在原始ATLL细胞中的改变频率高，且与急性型而非慢性型有关。另外，P16基因改变与ATLL细胞的生长率有关，提示其改变可能与隐匿或慢性型向急性或淋巴瘤型ATLL的发展有关。