α地貧是由於組成血紅蛋白的α珠蛋白基因突變或缺失而造成血紅蛋白合成不足所引起的。大多數α地貧是由於α基因的缺失所致，少數由基因點突變造成。
α基因位於16號染色體，每條染色體各有2個α基因，所以，一對16號染色體共有4個α基因。根據單條染色體上α基因缺失或突變的數目可以把α基因缺失狀態分為兩種：如果一條染色體上只有一個α基因缺失或突變，另一個α基因正常，則α鏈的合成部分受抑制，稱為α+地貧;若一條染色體上的2個α基因均缺失或缺陷，稱為α0地貧。 再根據一對(即兩條)染色體的α基因缺失狀態的不同組合，把α地貧分為以下幾類。
1.重型α地貧 是α0地貧的純合子狀態(兩條染色體均為α0狀態)，即4個α珠蛋白基因均缺失或缺陷，以致完全無α鏈生成，因而含有α鏈的HbA、HbA2和HbF的合成均減少。患者在胎兒期不能合成胎兒血紅蛋白，而產生大量γ鏈合成的γ4(Hb Bart's)。Hb Bart's對氧親合力極高，造成組織缺氧而引起胎兒水腫綜合徵。
2.中間型α地貧 是α0和 α+地貧的雜合子狀態(即一條染色體為α+，另一條為α0)，可見，這種情況下，有3個α珠蛋白基因發生缺失或缺陷，僅剩一個正常的α基因，患者僅能合成少量α鏈，其多餘的β鏈即合成HbH(β4)。HbH 對氧親合力較高，又是一種不穩定血紅蛋白，容易在紅細胞內變性沉澱而形成包涵體，造成紅細胞膜僵硬而使紅細胞容易被破壞吞噬。臨床上常表現為中度或重度貧血。
3. 輕型α地貧 是α+地貧純合子(即兩條染色體均為α+狀態)或α0地貧雜合子狀態(即一條染色體為正常，另一條為α0狀態)，這兩種情況均有2個α珠蛋白基因缺失或缺陷，另兩個α基因正常，故有相當數量的α鏈合成，病理生理改變輕微。患者臨床常上表現為輕度貧血。
4.靜止型α地貧是α+地貧雜合子狀態(即一條染色體正常，另一條為α+狀態)，它僅有一個α基因缺失或缺陷，α鏈的合成略為減少，病理生理改變非常輕微。病人一般不表現臨床症狀。
