臨床研究發現，貓白血病是由貓白血病病毒和貓肉瘤病毒引起的惡性腫瘤性傳染病。不幸感染此病的貓咪會出現惡性淋巴腫瘤、骨髓性白血病以及變性性胸腺萎縮和非再生性貧血等病癥。
FeLV主要是經口感染，經由胎盤感染也可能發生;感染貓會經由唾液、尿液、糞便、及乳汁而將病毒排出，因此緊密的接觸及互相的舔毛便成為主要的傳播模式。貓一旦食入病毒之后，病毒會于口咽部進行增殖，特別是扁桃腺，然后再傳播至其它淋巴組織，特別是骨髓，許多貓在這個階段時便會發動免疫反應來消除病毒，但病毒仍有可能存在骨髓中而呈現潛伏感染。一旦潛伏在骨髓之中的病毒又開始進行活躍的增殖時，便會引發病毒血癥及使得病毒更廣為散播，特別是口咽部、唾液腺、及上呼吸道等處的淋巴組織及上皮細胞，接著便開始排出病毒，進而使其它的貓感染，如果在這個階段時，貓的免疫系統仍有可能消除這種活躍性的感染，使得病毒血癥僅持續2天至8周，然而有些貓的免疫系統并無法消除這種活躍性的感染時，便會發展成為持續性的感染，進而出現臨床癥狀，此時的感染貓便成為其它貓的主要感染源。
幼貓對于FeLV的感受性會隨著年齡的增長而遞減，像超過16周齡的感染貓約僅有五分之一會發展成為持續感染，而母乳中的移行抗體會在最初的四周內保護幼貓，使其不會感染FeLV。
感染FeLV而復原的貓，其中高達一半以上可于骨髓中發現FeLV的潛伏感染，在潛伏感染的期間仍會排放病毒，但因為病毒量太低，以致于無法測出或無法感染上皮細胞，因此潛伏感染期的貓很少成為病毒的傳播來源，而潛伏的病毒可能會因為某些因素而開始進行大量地增殖，例如類固醇的治療。即使潛伏感染通常都會被消除，但約有10%的貓會維持潛伏感染的狀況至少三年以上。
按照目前寵物醫學的水平來看，還沒有有效的針對貓白血病的治療方法。但是，作為主人也不能讓貓咪自生自滅，在發現貓咪有白血病癥之后，還是應該及時的帶它接受檢查，然后在接受專業的治療。