1976年，adamson等對兩名pv的婦女進行了葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(g-6-pd)同功酶分析，結果發現其皮膚成纖維細胞、淋巴細胞含有兩型g-6-pd同功酶(gda/gdb)，而外周紅細胞粒細胞、血小板均只含相同的a型g-6-pd(gda)。這表明它們來源于a型同功酶的干細胞，從而證實了真性紅細胞增多癥是干細胞疾患的推斷。應用southem雜交和pcr等分子生物學技術，采用x連鎖基因多態性和滅活式樣分析進一步肯定了上述結論，發現約80%女性真性紅細胞增多癥患者其外周血中性粒細胞為單克隆性，而t淋巴細胞為多克隆。
正常人和繼發性細胞增多癥患者均無或很少有自發性集落形成。且與繼發性紅細胞增多癥不同真性紅細胞增多癥患者血漿及尿中的促紅細胞生長素(epo)水平不增高，因此人們推測可能與epo)信號傳導途征異常，也許是epo受體(epo-r)本身異常有關，但對真性紅細胞增多癥患者epo-r結構的研究表明，真性紅細胞增多癥患者并無epo-r基因結構異常。最近研究發現真性紅細胞增多癥系祖細胞對epo、胰島素樣生長因子1(1gf-1)高度敏感從而導致了紅系細胞的不可控制的產生。真性紅細胞增多癥患者隨著病程進展，骨髓中纖維母細胞不斷增多是對巨核細胞釋放的血小板衍生生長因子(pdgf)反應性增殖的結果，真性紅細胞增多癥本身并不累及纖維母細胞。
異常可見于真性紅細胞增多癥病程的始終。對臨床表現和病程影響很少，可能與疾病本身有關。目前認為與真性紅細胞增多癥可能相關的染色體異常還有del(1)(p11)
del(3)(p11;p14)、t(1;6)(q11;p21)和t(1;9)(q19;q14)。由于del(20)(q11)是真性紅細胞增多癥最為常見的染色體異常，人們正在就此著手尋找真性紅細胞增多癥的發病靶基因，現已確定一個共同缺失片段，并已構建跨越此片段的人工酵母染色體，此工作正在進一步研究之中。
在歐洲血統猶太人中發現的家族性真性紅細胞增多癥表明其可能存在有遺傳易感因素。此外有人認為真性紅細胞增多癥是受friend病毒變種“紅細胞增生性病毒”感染所致，將含有這種病毒的小鼠脾濾過液注射入正常的小白鼠體內可引起紅細胞容量增多和脾腫大，但在人類還未得到充分證實。