根据发病机理和病因可将贫血分成红细胞生成减少、红细胞破坏增多为主、失血过多三大类。
（1）红细胞生成减少的贫血又可分成两类：
骨髓功能衰竭：骨髓造血功能衰竭，若骨髓产生的多能干细胞数量太少，即发生再生障碍性贫血；若定向干细胞缺陷，即可发生纯红细胞再生障碍性贫血；若调节功能障碍，即可发生肾衰竭性贫血、内分泌功能紊乱性贫血，以及其他直接原因不明的慢性感染、炎症、恶性肿瘤性贫血和骨髓浸润性贫血。这类贫血大多是正常细胞型的。
造血所需原料缺乏或利用障碍：缺乏血红蛋白所必需的铁，可发生缺铁性贫血，严重的缺铁性贫血是小细胞低色素型的；虽不缺铁但不能利用，可发生铁粒幼细胞性贫血；起辅酶作用的叶酸、维生素B12等缺乏或利用障碍，以致DNA合成障碍，患者骨髓中的幼红细胞是巨幼细胞性的，所以把这类贫血叫做“巨幼细胞性贫血”。这类贫血大多属大细胞型。缺乏的原因可以是摄入不足、吸收不良、需要增加、丧失过多或利用障碍。
（2）红细胞破坏增多为主的贫血，包括各种先天的或后天获得的溶血性贫血。红细胞在形态上可以有明显的异常，但MCV大多仍是正常的，MCHC正常或轻度增高。溶血的原因可以是红细胞先天性的内在缺陷或外来因素对红细胞的损害。
红细胞先天性的内在缺陷，包括红细胞膜遗传性缺陷、红细胞酶缺乏引起代谢障碍、血红蛋白异常、红细胞对补体过敏。
红细胞膜遗传性缺陷可引起遗传性球形细胞增多症、遗传性椭圆形细胞增多症、遗传性棘刺细胞增多症、遗传性口形细胞增多症。
红细胞酶缺乏引起代谢障碍，如葡萄糖六磷酸脱氢酶、丙酮酸激酶、磷酸己糖旁路、谷胱甘肽代谢或糖无氧酵解径路中其他酶缺乏所引起的溶血性贫血。
血红蛋白异常，如珠蛋白链结构异常可发生镰形细胞贫血，血红蛋白C、D、E病等不稳定血红蛋白引起的溶血性贫血，珠蛋白链合成减少可引起各型海洋性贫血。
红细胞对补体过敏，则可发生阵发性睡眠性血红蛋白尿。
外来因素损害红细胞，包括免疫反应、机械损伤。
免疫反应有三种：由自体免疫引起的有温抗体自体免疫溶血性贫血、冷凝集素病、阵发性冷性血红蛋白尿；由药物诱发的免疫溶血性贫血；同种免疫，如新生儿Rh溶血病、新生儿ABO溶血病、血型不合的输血后溶血病。
机械损伤引起的溶血性贫血，如行军性血红蛋白尿、微血管病性溶血性贫血、创伤性心源性溶血性贫血。
物理因素、化学物质和微生物感染引起的贫血，如烧伤所致溶血性贫血、药物和化学毒物所致溶血性贫血，以及寄生虫、细菌、病毒感染所致溶血性贫血。
（3）失血。失血过多的贫血包括急性和慢性失血的贫血。急性失血引起贫血的红细胞形态属正常细胞型；慢性失血常同时伴有缺铁，故贫血大多为缺铁性贫血，属小细胞低色素型。
由于这种贫血分类是以发病机理和病因为依据的，所以临床上对个别病例的贫血到底属于哪一类型，必须深入了解其病史、体征和各种有关检验结果后才能作出判断。这种分类法的优点是能说明发生贫血的直接原因和发病机理，便于治疗。其不足之处是，有些贫血的原因还不太清楚，或发病机理比较复杂，可能有多种因素与贫血的发生都有关系，而在分类时只能按主要病因和发病机理进行分类，因此这种分类法有一定的缺陷。
根据红细胞的形态学特点分类和根据贫血的发病机理和原因分类，这两种分类各有优点，也各有不足，临床上常常同时并用，可以取长补短，起到相辅相成的作用。