La thalassémie peut être divisée en deux catégories selon les différentes mutations génétiques pathogènes : l'α-thalassémie et la β-thalassémie. L'α-thalassémie fait référence à la thalassémie causée par des mutations pathogènes du gène de l'α-globine. De même, la β-thalassémie fait référence à la thalassémie provoquée par des mutations pathogènes du gène de la β-globine.

Le gène de l'α-globine est situé sur le chromosome 16. Les chromosomes humains normaux possèdent deux copies du gène de l'α-globine disposées en tandem. Deux chromosomes signifient quatre copies du gène de l'α-globine. S'il existe une mutation pathogène de l'α-globine, elle peut conduire à une thalassémie, qui se manifeste principalement par une réduction du nombre de copies de l'α-globine, qui peut être de 1, 2, 3 ou même 4. Elle est plus fréquente chez les Asiatiques et les Afro-Américains. Parmi elles, les délétions courantes de l'α-globine en chinois sont principalement : -SEA, -α3.7 et -α4.2.

La réduction de la synthèse de l'α-globine se traduit par un excès relatif de chaînes β-globine et une réduction de la production totale d'hémoglobine. La réduction de la production totale d’hémoglobine produit l’anémie microcytaire typique de la thalassémie. Cependant, l'excès relatif de production de β-globine produit un tétramère d'hémoglobine entièrement composé de tétramères de β-globine, appelé Hb H. Bien que l'Hb H soit quelque peu soluble, elle est plus facilement oxydée et a une plus grande affinité pour l'oxygène que l'Hb A normale. cela peut conduire à une splénomégalie. L'Hb H semble également induire un certain degré d'érythropoïèse inefficace.

Le gène de la β-globine est situé sur le chromosome 11. Les personnes normales ont une copie de la β-globine sur chaque chromosome 11, et un total de deux copies du gène de la β-globine. La mutation du gène de la β-globine est principalement due à un codage anormal, qui rend impossible la synthèse de la β-globine, ou la β-globine synthétisée ne peut pas se lier à l'α-globine et ne peut donc pas former une hémoglobine fonctionnelle normale. La β-thalassémie est généralement causée par des mutations de la β-globine. Les mutations courantes chez les Chinois comprennent : CD41-42, IVS-2-654, CD17, -28, CD26, CD71-72, CD43, -29, Int, CD14-15, CD27-28, -32, -30, IVS-1-1, IVS-1-5, CD31 et Cap.