抗肿瘤药物和免疫抑制剂都可直接杀伤增殖细胞群，药物抑制或干扰粒细胞核酸合成，影响细胞代谢，阻碍细胞分裂，药物直接的毒性作用造成粒细胞减少与药物剂量相关，其它多类药物亦可有直接的细胞毒性或通过免疫机制使粒细胞生成减少。
自身免疫性粒细胞减少是自身抗体，T淋巴细胞或自然杀伤细胞作用于粒系分化的不同阶段，致骨髓损伤阻碍粒细胞生成，常见于风湿病和自身免疫性疾病时，某些药物为半抗原进入敏感者体内与粒细胞膜蛋白结合或与血浆蛋白结合成全抗原吸附于粒细胞表面，这些全抗原刺激机体产生相应的抗粒细胞抗体IgG或IgM，当重复用药时引起粒细胞凝集和破坏，这称之为免疫性药物性粒细胞缺乏症，有部分患者对某些药物(磺胺，解热镇痛药，抗生素等)产生过敏反应，除导致粒细胞减少外，还常伴有皮疹，荨麻疹，哮喘，水肿等过敏表现，引起免疫性粒细胞减少者与用药剂量无关。
化学物苯及其衍生物，二硝基酚，砷，铋等对造血干细胞有毒性作用，X线，γ线和中子能直接损伤造血干细胞和骨髓微环境，造成急性或慢性放射损害，出现粒细胞减少。
细菌感染如分支杆菌(特别是结核杆菌)及病毒感染如肝炎病毒等。
癌肿骨髓转移，造血系统恶性病及骨髓纤维化等造成骨髓造血功能的衰竭。
如叶酸和维生素B12缺乏，影响DNA合成，骨髓造血活跃，但细胞成熟停滞而破坏于骨髓内，某些先天性粒细胞缺乏症和急性非淋巴细胞白血病，骨髓异常增生综合征，阵发性睡眠性血红蛋白尿也存在着成熟障碍，而致粒细胞减少。
按粒细胞动力学和病理生理，本症可分为四大类：
(一)骨髓损伤：中性粒细胞生成减少 正常成人每日在骨髓内生成大量的中性粒细胞，约1011个以上，集落刺激因子IL-3，GM-CSF能促使G0期造血干细胞进入细胞增殖周期，在骨髓增殖池G-CSF特异地诱导粒系祖细胞进一步地增殖和分化，晚幼粒细胞停止了增殖，继续分化成熟为杆状核和中性分叶核细胞，这些细胞在进入周围血液前可在骨髓贮存池内逗留5天左右，由于某些致病因素直接损伤骨髓导致CFU-GM数量或质的异常或使造血功能障碍，常是中性粒细胞减少最多见的原因。
(二)周围循环粒细胞分布异常：进入血管内的中性粒细胞仅1/2在循环池内，即随血流循环，另外1/2的中性粒细胞紧贴于毛细血管和毛细血管后小静脉的内皮细胞(边缘池)，不随血流循环，故不能在白细胞计数时被检测到，循环池与边缘池之间的粒细胞可相互转换，注射肾上腺素或应激状态下，粒细胞可由边缘池迅速转入循环池，使粒细胞计数明显增高，如边缘池内粒细胞量相对大量增加时可造成假性粒细胞减少，此时粒细胞的生成和利用均正常，全身感染及过敏反应时可引起反应性的获得性假性粒细胞缺乏症。
(三)血管外组织内的粒细胞需求增加，消耗加速粒细胞在血管内一般仅数小时(半数逗留期为6h)即移游至血管外而进入组织，执行其防御及清除“废物”的功能，约1～2天死亡，在细菌，真菌，病毒或立克次体感染，过敏反应等情况下，受粒细胞生成因子GM-CSF和G-CSF的调节，粒细胞的生成率增加，从骨髓释放至外周血及进入组织的粒细胞增多，且吞噬作用和杀菌活性增强，然而严重感染时机体对正常体液刺激，缺乏足够的反应，同时中性粒细胞上一些白细胞粘附分子(CD11/CD18等)与血管内皮细胞上的粘附分子(ICAM-1)被炎症介质所激活，使白细胞易于粘附于血管壁并穿越内皮细胞迁移至组织，最终仍可见血液内有短暂的粒细胞减少，自身免疫性粒细胞减少和脾亢患者粒细胞的消耗可超过了骨髓内的生成能力，可发生粒细胞减少。
(四)混合因素：如慢性特发性粒细胞减少症，周期性粒细胞减少症等，临床上上述三类白细胞减少常混合存在，宜注意分析。
