Nguyên nhân suy tủy xương có thể do tiếp xúc với một số hóa chất, thuốc, tia phóng xạ, nhiễm trùng, bệnh miễn dịch, trong khoảng một nửa trường hợp không tìm thấy nguyên nhân rõ ràng. Đây không phải là một bệnh có yếu tố gia đình hay di truyền, cũng không phải là bệnh truyền nhiễm. Nó có thể xảy ra do tiếp xúc với điều kiện khác nhau, nhưng nếu một người mắc bệnh, con cái của họ sẽ không bị bệnh do không liên quan đến gen di truyền.[2][3]

Suy tủy xương đôi khi cũng liên quan đến việc tiếp xúc với chất độc như benzen, hoặc sử dụng một số thuốc, bao gồm chloramphenicol, carbamazepine, felbamate, phenytoin, quinine, và phenylbutazone. Có nhiều thuốc liên quan với suy tủy xương đã được báo cáo, nhưng ở tỷ lệ rất thấp. Ví dụ như sử dụng chloramphenicol xuất hiện suy tủy xương chỉ xảy ra ở một trong 40,000 trường hợp và suy tủy xương do carbamazepine thậm chí còn hiếm hơn.[5]

Tiếp xúc với bức xạ ion hóa từ chất phóng xạ hoặc các thiết bị phát xạ cũng liên quan đến sự xuất hiện xuy tủy xương. Marie Curie, nhà khoa học nổi tiếng tiên phong trong lĩnh vực phóng xạ qua đời do suy tủy xương sau thời gian làm việc với vật liệu phóng xạ mà không được bảo hộ.[6]

Suy tủy xương xuất hiện đến 2% ở bệnh nhân viêm gan virus cấp.[7]

Một nguyên nhân nữa là các bệnh tự miễn mà nguyên nhân là do tế bào bạch cầu tấn công tủy xương. [cần dẫn nguồn]

Suy tủy xương cũng có thể là kết quả của nhiễm parvovirus.[8] Ở người, các kháng nguyên P (còn gọi là globoside), một trong rất nhiều thụ thể tế bào đóng góp các nhóm máu người, lại là một loại receptor cho virus parvovirus B19 gây ban đỏ nhiễm khuẩn (bệnh thứ năm) ở trẻ em. Qua lây nhiễm cho các tế bào hồng cầu do ái lực của nó với kháng nguyên P, parvovirus ngăn hoàn toàn sản xuất tế bào hồng cầu. Trong nhiều trường hợp, hiện tượng này không được chú ý, do tế bào hồng cầu sống trung bình khoảng 120 ngày, và sự sụt giảm sản xuất không ảnh hưởng đáng kể đến tổng số các tế bào hồng cầu lưu hành trong máu. Ở những người có bệnh lý các tế bào hồng cầu bị phá hủy sớm (như bệnh hồng cầu hình liềm), thì nhiễm parvovirus có thể dẫn đến thiếu máu nghiêm trọng. [cần dẫn nguồn]

Các loại virus liên quan đến suy tủy xương bao gồm virus viêm gan, Epstein-Barr, cytomegalovirus, parvovirus B19 và HIV.