Los blastocitos de la AML se clasifican según su semejanza con blastocitos inmaduros normales de la médula ósea y, más recientemente, según las pruebas genéticas de las células de leucemia (consulte la sección Diagnóstico). En los últimos años, se dividió a la AML en ocho subtipos principales de acuerdo con un sistema llamado esquema de clasificación franco-américo-británica (FAB) que utiliza los niveles de M0 a M7. Actualmente, se utiliza un nuevo método para determinar el subtipo de AML que tiene en cuenta las causas citogenéticas de la enfermedad y que se conoce como clasificación de la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 2008. Estos subtipos incluyen:

• Leucemia mieloide aguda con anomalías genéticas recurrentes
• AML con t(8;21)(q22;q22); RUNX1-RUNX1T1
• AML con inv(16)(p13.1q22) o t(16;16)(p13.1;q22); CBFB-MYH11
• Leucemia promielocítica aguda (acute promyelocytic leukemia, APL) con t(15;17)(q22;q12); PML-RARA
• AML con t(9;11)(p22;q23); MLLT3-MLL
• AML con t(6;9)(p23;q34); DEK-NUP214
• AML con inv(3)(q21q26.2) o t(3;3)(q21;q26.2); RPN1-EVI1
• AML (megacarioblástica) con t(1;22)(p13;q13); RBM15-MKL1
• AML con mutación de NPM1
• AML con mutación de CEBPα
• Leucemia mieloide aguda con cambios relacionados con mielodisplasia
• Neoplasias mieloides relacionadas con el tratamiento
• Leucemia mieloide aguda, sin otra especificación
• AML con diferenciación mínima
• AML sin maduración
• AML con maduración
• Leucemia mielomonocítica aguda
• Leucemia monoblástica/monocítica aguda
• Leucemia eritroidea aguda
• Leucemia eritroidea pura
• Eritroleucemia, eritroidea/mieloide
• Leucemia megacarioblástica aguda
• Leucemia basófila aguda
• Panmielosis aguda con mielofibrosis
• Sarcoma mieloide
• Proliferaciones mieloides relacionadas con síndrome de Down
• Mielopoyesis anormal transitoria
• Leucemia mieloide asociada con síndrome de Down