脑脊液白细胞升高多数是颅内感染引起，颅内感染又称为脑炎，可分为病毒性脑炎、细菌性脑炎如结核性脑膜脑炎、真菌性脑膜脑炎以及寄生虫感染等。脑炎患者多数情况下脑脊液白细胞会升高，只不过升高的白细胞种类有所不同。细菌性脑炎以中性粒细胞升高为主，病毒性脑炎则以单核细胞、淋巴细胞升高为主。
但脑脊液白细胞升高并不一定都是颅内感染引起，如中枢神经系统脱髓鞘疾病和其他免疫介导疾病也有可能出现脑脊液内白细胞升高。此时白细胞升高有一定限度，通常为轻到中度升高，一般为几十个或100-200个细胞，不会特别多。同时患者发热症状不明显，而影像学和其他抗体检测提示有脱髓鞘疾病或其他免疫介导疾病。
还有患有出血性疾病时，脑脊液内可能有红细胞、白细胞等血液成分混杂进去，此时脑脊液内也可以检测到白细胞。此外，部分恶性肿瘤也会导致白细胞升高，如各种类型的脑膜癌病。因此诊断颅内感染或其他疾病时，不能单纯凭借白细胞升高这一点进行判断，应根据患者症状、体征、病史及其他辅助检查综合进行判断。
