一、發病原因
主要病因：①藥物，如結核藥、氯黴素;②有害物質，如酒清，重金屬鉛、銅、鋅等。
能夠引起本病的疾病有造血係統疾病：如溶血性貧血、惡性貧血及其他巨幼細胞貧血、真性紅細胞增多症、骨髓纖維化、多發性骨髓瘤、紅白血病等;惡性腫瘤：如惡性淋巴瘤、前列腺癌等;炎症疾病：類風濕性關節炎、結節性多動脈炎及感染等;其它，如低體溫、黏液性水腫、甲狀腺功能亢進、尿毒症、紅細胞生成性及遲發性卟啉病等。
二、發病機製
這些藥物都是PLP的拮抗物。氯黴素、硫唑嘌呤、氮芥、苯丙酸氮芥能抑製骨髓細胞的RNA合成，更重要的是抑製線粒體的蛋白質，包括某些細胞色素和細胞色素氧化酶的合成。用氯黴素後鐵螯合酶和ALA合成酶活力減低，可能與線粒體中的細胞色素的損害相關，可抑製吡哆醇轉變為PLP，可以抑製ALA脫水酶，血紅素合成酶及抑製糞卟啉原Ⅲ轉變為原卟啉Ⅲ，因而在慢性鉛中毒時可發生鐵粒幼細胞貧血。完全胃腸外營養而未補充銅可致銅缺乏。此時可因血漿銅藍蛋白(亞鐵氧化酶)缺乏，導致腸內鐵吸收和轉運，從單核巨噬細胞和肝細胞到血漿轉鐵蛋白出現障礙。而原卟啉，甘氨酸和ALA的產生及血紅素合成酶的活性並不減少，紅細胞線粒體內出現鐵代謝障礙由於細胞色素氧化酶減少，使三價鐵還原為二價鐵減少。腸道細胞含酮酶(如細胞色酶)的減少還可能有其他方式幹擾造血並導致粒細胞減少。
鋅可誘發產生腸道蛋白金屬硫蛋白，後者有與銅結合的優勢，能阻止銅的吸收和促進排泄，繼發銅缺乏而致病。
另外還有一些疾病也可伴發鐵粒幼細胞貧血，如造血係統疾病、惡性腫瘤、炎症性疾病、低體溫等，機製未明。
