Najvažniji sastojak crvenih krvnih stanica je crveni pigment, hemoglobin, koji se u plućima spaja s kisikom i raznosi ga cirkulacijom krvi u sva tjelesna tkiva. Anemija se javlja kad količina hemoglobina u krvi padne ispod vrijednosti koja je potrebna za dovođenje dovoljne količine kisika u tkiva.
Postoji nekoliko razloga zbog kojih tijelom cirkulira premalo hemoglobina. Do poremećaja može doći u proizvodnji samog hemoglobina ili u proizvodnji crvenih krvnih stanica. Za stvaranje hemoglobina potrebna je opskrba željezom, pa nedostatak željeza u tijelu znači da se ne proizvodi dovoljno hemoglobina (to se zove sideropenična anemija).
Zbog nedostatka vitamina B12 nastaje premalo crvenih krvnih stanica i proizvode se defektne crvene krvne stanice (perniciozna anemija). Nedostatak folne kiseline ima isti učinak (anemija zbog nedostatka folne kiseline). Ako se crvene krvne stanice stvaraju normalnom brzinom, a prebrzo uništavaju, onda će njihov broj u krvotoku padati (hemolitička anemija).
Zbog nasljednih poremećaja (kao što je anemija srpastih stanica ili drepanocitoza) dolazi do stvaranja patološkog hemoglobina.
Karakteristični simptomi anemije jesu bljedoća, umor, slabost, nesvjestica, gubitak daha i lupanje srca.