红细胞的主要功能是输送氧气，正常血液一克血红蛋白能携带1.34ml氧，贫血的病理生理基础是血液携氧能力减低，组织缺氧。机体对缺氧进行代偿和适应机制如下：
一、心脏搏出量增加 贫血患者因红细胞减少，血液粘度减低和和选择性的周围血管扩张，周围血管阻力减低，心率加速，循环速度加快，为防止对机体供氧量减少，心脏排血量增加。
二、增加组织的灌注 贫血时血液供应重新分配，供血减少区域为皮肤组织和肾脏，故皮肤苍白，对缺氧敏感的心肌、脑和肌肉供血量增加。
三、肺的代偿机能 贫血时呼吸加快、加深、呼吸增强，但这并不能得到更多的氧，这可能是对组织缺氧的一种反应。
四、红细胞生成亢进 贫血患者除再生障碍性贫血外，几乎都有红细胞生成亢进，且红细胞生成素的产生也增加，一般红细胞生成素的释放与红细胞数量和血红蛋白浓度成反比。
五、氧解离曲线右移 在缓慢发生的贫血、红细胞内2、3二磷酸甘油酸(2、3-DPG)的合成增加，2、3-DPG有与脱氧血红蛋白结合的能力，使血红蛋白与氧的亲和力减低，促进HbO2解离曲线右移，使组织在氧分压降低的情况下能摄取更多的氧。
六、Bohr效应 贫血时缺氧引起肌肉和其它组织无氧糖酵解，致乳酸产生堆积，因组织酸中毒，血红蛋白与氧的亲和力减低，氧的释放增多，结果使组织供氧改善。
贫血分类 贫血可以根据红细胞的形态特点或发生的原因和发病机理加以分类。 根据红细胞形态特点分类，主要是根据患者的红细胞平均体积(MCV)及红细胞血红蛋白平均浓度(MCHC)。贫血可分为三类：
一、大细胞性贫血 红细胞MCV>95fI。此类贫血大多为正常色素型，如叶酸或维生素B12缺乏引起的巨幼细胞性贫血和贫血伴网织红细胞大量增多时。
二、正细胞正色素性贫血 红细胞MCV=80~95fI，MCHC=0.32~0.36(32~36%)。属此类贫血者有再生障碍性贫血，多数溶血性贫血、急性失血后贫血及慢性系统性疾病(慢性炎症、感染、尿毒症、肝病、结缔组织病、恶性肿瘤、内分泌病等)伴发的贫血等。
三、小细胞低色素性贫血 红细胞MCV<80fI，MCHC<0.31(31%)。属于此类贫血者有缺铁性贫血、海洋性贫血、铁粒幼细胞性贫血等。 采用形态分类法，除计算红细胞指数外，尚应强调血片的观察，因为红细胞形态的改变在血片中最为分明，正细胞性贫血并不意味着所有红细胞都是正常大小，并且红细胞大小不匀可能很明显，但其平均体积在正常范围内。大细胞性贫血中也可有不少小细胞出现。此外，形态改变的异形细胞也只有在血片中能观察到。 形态分类法对缺铁性贫血和叶酸缺乏或维生素B12缺乏的巨幼细胞性贫血的诊断能提供重要线索，但对正细胞型贫血提不出确切诊断的线索。病因分类法的优点是对贫血发生的机理有所说明。但是某些贫血的发生机理比较复杂，不能用一种原因阐明发生贫血的全部机理。
