Secara patofisiologi, anemia hemolitik dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu ekstravaskular dan intravaskular. Hemolisis ekstravaskular lebih sering terjadi dibandingkan intravaskular. Mekanisme primer dari hemolisis ekstravaskular adalah sekuestrasi dan fagositosis akibat deformabilitas sel darah merah yang buruk.

Mekanisme intravaskular meliputi destruksi sel secara langsung, fragmentasi, dan oksidasi. Destruksi sel secara langsung dapat disebabkan oleh toksin dan trauma. Hemolisis fragmentasi terjadi jika faktor ekstrinsik menyebabkan luka dan ruptur pada sel darah merah. Hemolisis oksidatif timbul jika terjadi kegagalan pada mekanisme protektif sel.

Autoimmune hemolytic anemia dan hereditary spherocytosis adalah contoh hemolisis ekstravaskular. Disebut ekstravaskular karena sel darah merah yang memiliki perubahan struktur permukaan membran sel dihancurkan di luar pembuluh darah, yaitu di limpa dan hati dengan bantuan makrofag. Sementara hemolisis intravaskular adalah keadaan hemolisis yang terjadi di dalam pembuluh darah yang mengakibatkan keluarnya isi sel ke dalam plasma. akibat defek pada sel darah merah. Defek dapat berupa defek enzim, dinding sel, hemoglobin, ataupun akibat trauma dan infeksi yang menyebabkan terjadinya degradasi membran sel dan destruksi spontan. [1,2]