贫血按发病机制可分为红细胞生成不足或减少、红细胞破坏过多（溶血性贫血）、红细胞丢失过多（失血性贫血）三类。红细胞生成不足或减少包括造血干细胞异常（如再生障碍性贫血）、造血微环境异常（如骨髓纤维化）、造血原料缺乏（如铁、维生素B、叶酸缺乏相关贫血）；溶血性贫血的红细胞内在异常有遗传性球形红细胞增多症、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症，外在异常包括免疫性（自身免疫性、药物性）、机械性（微血管病性）、化学物理生物因素相关；失血性贫血分急性失血（如外伤、大手术、消化道大出血）和慢性失血（如月经过多、慢性胃肠道失血、寄生虫感染相关）。
造血微环境异常：骨髓基质受损可影响造血干细胞的增殖和分化。例如，骨髓纤维化时，正常骨髓组织被纤维组织取代，造血功能受到抑制，导致红细胞生成减少。骨髓纤维化可发生于中老年人群，起病隐匿，病情进展缓慢。
造血原料缺乏：
铁缺乏：铁是合成血红蛋白的重要原料，铁缺乏会导致缺铁性贫血。育龄女性由于月经失血、妊娠、哺乳等原因，易出现铁摄入不足或丢失过多；婴幼儿、青少年生长发育迅速，对铁的需求量大，若铁摄入不足也易发生缺铁性贫血。长期素食者、胃肠道疾病导致铁吸收障碍（如萎缩性胃炎）的人群也易出现铁缺乏。
维生素B缺乏：维生素B参与DNA合成，缺乏时会影响红细胞的成熟。维生素B缺乏常见于素食者、胃肠道疾病患者（如胃大部切除术后、恶性贫血患者）。老年人胃肠道功能减退，维生素B吸收能力下降，也是维生素B缺乏的高危人群。
叶酸缺乏：叶酸同样参与DNA合成，叶酸缺乏可引起巨幼细胞贫血。长期酗酒者、偏食者、妊娠期女性对叶酸的需求量增加，若摄入不足易发生叶酸缺乏；某些疾病如恶性肿瘤、慢性溶血性贫血等也会导致叶酸利用障碍。
红细胞破坏过多（溶血性贫血）
红细胞内在异常：
遗传性球形红细胞增多症：是一种常染色体显性遗传性疾病，由于红细胞膜缺陷，导致红细胞呈球形，容易在脾脏被破坏。多在儿童期发病，可出现贫血、黄疸、脾大等表现。
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G-6-PD）缺乏症：也是遗传性疾病，G-6-PD缺乏的红细胞易受氧化剂损伤而发生溶血。患者多为男性，食用蚕豆后易诱发溶血，故又称蚕豆病，在南方地区高发。
红细胞外在异常：
免疫性因素：自身免疫性溶血性贫血是由于机体免疫功能紊乱，产生自身抗体攻击自身红细胞导致溶血。可分为温抗体型和冷抗体型，温抗体型多见于中老年女性；冷抗体型可继发于感染等因素，各年龄段均可发病。药物性免疫性溶血性贫血则是由于某些药物作为半抗原与红细胞膜蛋白结合，刺激机体产生抗体导致溶血，使用相关药物的人群均有发病风险，如使用青霉素、甲基多巴等药物后。
机械性因素：微血管病性溶血性贫血常见于弥散性血管内凝血（DIC）、血栓性血小板减少性紫癜等疾病，由于微血管内形成纤维蛋白网，红细胞通过时被牵拉、破坏。DIC可见于严重感染、创伤、恶性肿瘤等多种情况，各年龄段均可发生；血栓性血小板减少性紫癜多见于成人。
化学、物理、生物因素：化学物质如苯肼、砷化氢等可直接损伤红细胞导致溶血；大面积烧伤时，红细胞可因高温等因素受损；某些蛇毒、疟原虫感染也可导致红细胞破坏增加。
红细胞丢失过多（失血性贫血）
急性失血：如外伤、大手术、消化道大出血（如胃溃疡大出血、食管胃底静脉曲张破裂出血）等，短时间内丢失大量血液，导致红细胞急剧减少。外伤可发生于各个年龄段，大手术多见于围手术期患者，消化道大出血常见于有相关基础疾病的人群，如消化性溃疡患者、肝硬化患者等。
慢性失血：如月经过多（多见于育龄女性，由于子宫肌瘤、子宫内膜异位症等原因导致）、慢性胃肠道失血（如痔疮、消化道肿瘤等引起）、寄生虫感染（如钩虫病，在卫生条件较差的地区易发生）等，长期慢性失血导致铁丢失过多，引起缺铁性贫血。
