Leukopeni (fra grrsk λευκός "hvit" og πενία "mangel") er en forekomst av unormalt lavt antall hvite celler i blodet. En voksen mann kan ha 4500-11000 hvite blodlegemer per mikroliter blod. Barn har noe høyere konsentrasjon. Leukopeni oppstår når antallet er under 5000 leukocytter pr mikroliter blod.
Kombinasjonen leddgikt, forstørret milt og leukopeni betegner Feltys syndrom. Leukopeni skyldes hyppigst behandling med cellegift, men er også en uønsket bivirkning ved en lang rekke legemidler.[hvilke?] Radioaktiv stråling og røntgen gir leukopeni hvis dosen er stor nok. Ved enkelte infeksjonssykdommer, spesielt ved virusinfeksjoner, men også ved tyfoidfeber, kan leukopeni forekomme. Leukopeni er dessuten et hyppig funn i tidlig stadium av leukemi.