發(fā)病機理骨髓產(chǎn)生血細胞取決于有足夠數(shù)量機能正常的干細胞，干細胞必須能反復(fù)自我增殖更新以保持其恒定數(shù)量，同時又能向粒、紅、巨核細胞各系統(tǒng)分化，從而不斷形成大量成熟血細胞。干細胞缺乏或機能缺陷是再障的原因。如嚴重再障患者的骨髓造血干細胞培養(yǎng)顯示，定向祖細胞減少，提示多能干細胞減少或機能障礙。許多再生障礙性貧血患者骨髓移植成功。

多能干細胞在特定的微環(huán)境條件下增殖更新。再生障礙性貧血也可能由于骨髓造血微環(huán)境缺陷造成。實驗表明骨髓基質(zhì)或微環(huán)境在血細胞增殖和成熟中的重要性。如除非從正常骨髓獲得貼壁細胞層，否則在長期培養(yǎng)中干細胞將不生長。骨髓移植成功亦不排除微環(huán)境異常，因微環(huán)境的干細胞是可移植的，骨髓微環(huán)境缺陷導(dǎo)至干細胞機能不足引起全血細胞減少，此型居少數(shù)。

再障也可能是細胞或體液免疫對造血細胞抑制的結(jié)果。近年來注意力集中于造血細胞的免疫抑制。如用抗淋巴細胞血清治療再障獲得成功，在同卵雙胎移植中常常需要免疫抑制治療，只有50％同卵雙胎再障患者骨髓移植獲得成功，其余50％只有免疫抑制進行預(yù)處理才能成功。已證明抑制性t淋巴細胞可抑制干細胞的生長和分化。再障也可能是由抗干細胞抗體或抗造血前體細胞抗體所致。