Uma aspiração óssea pode detectar leucemia. Uma vez suspeita de leucemia, é feita uma aspiração de medula óssea para avaliar a medula óssea. No caso de leucemia aguda, mais de 20% das células primitivas e ingénuas podem ser vistas na medula óssea. No caso de leucemia crónica, pode ser observada na medula óssea uma proporção significativamente mais elevada de neutrófilos intermediários a tardios ou linfócitos maduros. A leucemia é uma doença clonal maligna originada pelas células estaminais hematopoiéticas da medula óssea. Devido à infiltração maciça de células leucémicas na medula óssea e à secreção de factores reguladores negativos hematopoiéticos que inibem a função hematopoiética normal de outras células hematopoiéticas na medula óssea, os doentes com leucemia têm uma diminuição da contagem de hemoglobina e plaquetas.