細胞遺傳學, 約60%的患者有14 q+ 異常，12號染色體三體異常發現率低于CLL患者(有該異常的患者可能由CLL發展而來)6q-和累及1、12號染色體的重排偶爾可見；t(6：12)(q15；q14)異常亦見報道t(2；13)(q35；q14)是一種兒童橫紋肌肉瘤較常見的染色體改變在B-PLL中亦可見到
細胞基因學,80%的PLL為惡性B細胞起源這些細胞常有單克隆免疫球蛋白基因重排，表達同CLL細胞類似的B細胞表面抗原。同B-CLL不同PLL常表達較高濃度的表面免疫球蛋白，多為IgM(有或無IgD)；不能與鼠的紅細胞形成玫瑰花環。半數PLL患者的B細胞表達CD5表面抗原。單克隆抗體SN8可把PLL的B細胞與CLL或HCL的B細胞區分開。20%的PLL為惡性T細胞，常表達CD2抗原；可與羊紅細胞形成玫瑰花環這些病例中75%的患者表達CD4，20%表達CD8抗原；約15%的病例白血病細胞同時表達CD4和CD8，說明細胞起源于較原始的T細胞T-PLL常表達CD7抗原而不表達CD1、HLA-DR或TdTT-PLL細胞α非特異性酯酶為陽性，酶型為大顆粒型。