Alpha thalassemia jellemzően a HBA1 és HBA2 géneket érintő törlésekből ered. Mindkét gén utasításokat ad egy alfa-globin nevű fehérje előállítására, amely a hemoglobin összetevője (alegysége)
.
az embereknek a hba1 gén két példánya és a hba2 gén két példánya van minden sejtben. Minden példányt allélnak neveznek. Minden gén esetében egy allél öröklődik egy személy apjától,a másik pedig egy személy anyjától., Ennek eredményeként négy allél van, amelyek alfa-globint termelnek. Az alfa-talaszémia különböző típusai ezeknek az alléloknak egy része vagy mindegyike elvesztéséből származnak.
A HB Bart-szindróma, az alfa-talaszémia legsúlyosabb formája, mind a négy alfa-globin allél elvesztéséből ered. A HBH-betegséget a négy alfa-globin allél közül három elvesztése okozza. E két körülmények között az alfa-globin hiánya megakadályozza a sejtek normális hemoglobinszintjét. Ehelyett a sejtek a hemoglobin Bart (Hb Bart) vagy hemoglobin H (HbH) nevű rendellenes formáit termelik., Ezek a rendellenes hemoglobin molekulák nem képesek hatékonyan oxigént szállítani a test szöveteibe. A HB Bart vagy HbH helyettesítése normál hemoglobinra vérszegénységet okoz, valamint az alfa-talaszémiával kapcsolatos egyéb súlyos egészségügyi problémák.
az alfa-talaszémia két további változata az alfa-globin csökkentett mennyiségéhez kapcsolódik. Mivel a sejtek még mindig normális hemoglobint termelnek, ezek a változatok általában kevés vagy semmilyen egészségügyi problémát okoznak. A négy alfa-globin allél közül kettő elvesztése alfa-thalassemia tulajdonságot eredményez., Az alpha thalassemia tulajdonságú emberek szokatlanul kicsi, halvány vörösvérsejtekkel és enyhe vérszegénységgel rendelkezhetnek. Egy alfa-globin allél elvesztése megtalálható az alfa-thalassemia csendes hordozókban. Ezeknek az egyéneknek általában nincs thalassemiával kapcsolatos jele vagy tünete.