病理生理
紅細胞鐮變的初期是可逆的，給予氧可逆轉鐮變過程。但當鐮變已嚴重損害紅細胞膜后，鐮變就變為不可逆，即使將這種細胞置于有氧條件下，紅細胞仍保持鐮狀。鐮變的紅細胞僵硬，變形性差，可受血管的機制破壞和單核巨噬系統吞噬而發生溶血。鐮變的紅細胞還可使血液黏滯性增加，血流緩慢，加之變形性差，易堵塞毛細血管引起局部缺氧和炎癥反應導致相應部位產生疼痛危象，多發生于肌肉、骨骼、四肢關節、胸腹部，尤以關節和胸腹部為常見。
臨床表現
臨床特點除貧血外,還呈現周期性疼痛危象；而各種原因引起的內臟缺氧使更多的紅細胞鐮變導致多發性肺、腎、肝、腦栓塞等嚴重合并癥。病人除出現相應的癥狀體征外,還會發生血液學、免疫學和血液變學的改變。此外,尚可影響神經系統的發育而出現智力低下。鐮狀細胞貧血早期病理變化為鐮變的紅細胞損害脾血管系統使患者易感染,尤其是肺炎球菌敗血癥和衣原體肺炎，臨床出現急性胸部綜合征，臨床特點為發熱、咳嗽、呼吸困難、胸痛、X線有肺突變或浸潤；抗生素起效慢也是各年齡組死亡的主要原困。
溶血引起膽紅素增高而出現黃疸、肝、膽結石。若大量血液滯留在肝、脾,將會出現肝脾進行性腫大而發生低血容量性休克,又叫作滯留型危象或隱退綜合征。
因微小血管閉塞引起局部組織缺氧和炎癥反應而出現手足關節腫脹充血疼痛時稱手足綜合征。2歲內患兒50%有手足綜合征。