本病主要是营养不良和叶酸缺乏所致，而极少部分由维生素B12缺乏引起。叶酸和维生素B12都是合成DNA过程中重要辅酶。叶酸本身无活性，有辅酶作用的是四氢叶酸。四氢叶酸是由二氢叶酸经叶酸还原酶的作用而生成，其性质很不稳定，易被氧化。因此凡能阻止四氢叶酸生成，使叶酸代谢发生障碍均可发生此病。当其缺乏时，DNA合成障碍，全身多种组织均可受累，但以造血组织最为严重，引起幼红细胞增殖成熟障碍，骨髓内出现形态上和功能上均异常的巨幼红细胞。这些异常的巨幼红细胞寿命较正常短，往往被过早破坏，也是造成贫血的因素。