贫血症有多种分类方式，其中常见的一种是按红细胞形态分类。根据平均红细胞体积（MCV）、平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC）可分为大细胞性贫血、正细胞性贫血、小细胞低色素性贫血。大细胞性贫血常见于巨幼细胞贫血，这类患者体内缺乏维生素B12或叶酸，一般血液检查中MCV会大于100fl；正细胞性贫血可见于再生障碍性贫血、急性失血性贫血等，此时MCV在80 - 100fl之间；小细胞低色素性贫血多见于缺铁性贫血，患者MCV小于80fl，MCHC小于32%。
按病因和发病机制分类
红细胞生成减少性贫血： 这是由于骨髓造血功能障碍导致的贫血。比如再生障碍性贫血，是因为骨髓造血干细胞和造血微环境受损，使得红细胞生成减少。还有纯红细胞再生障碍性贫血，主要是骨髓中红系祖细胞受到抑制，导致红细胞生成显著减少。另外，缺铁性贫血也属于红细胞生成减少性贫血，是体内铁缺乏，影响了血红蛋白的合成，从而使红细胞生成不足。红细胞破坏过多性贫血（溶血性贫血）： 红细胞自身异常可引起溶血性贫血，像遗传性球形红细胞增多症，患者的红细胞膜存在缺陷，容易破裂溶血；红细胞外部因素导致的溶血性贫血，例如自身免疫性溶血性贫血，机体产生了抗自身红细胞的抗体，攻击红细胞使其破坏增多；还有微血管病性溶血性贫血，如弥散性血管内凝血时，微血管内形成纤维蛋白条索，红细胞通过时被牵拉破坏。失血性贫血： 急性失血性贫血常见于外伤大出血、消化道急性大出血等情况，短时间内大量失血，导致红细胞丢失过多；慢性失血性贫血多见于胃溃疡长期出血、月经过多等慢性失血情况，长期慢性失血使体内铁丢失过多，影响红细胞生成，最终引发贫血。
按严重程度分类
轻度贫血： 血红蛋白浓度男性低于120g/L，女性低于110g/L，但高于90g/L。一般患者可能仅有轻微乏力等表现，对日常生活影响不大。中度贫血： 血红蛋白浓度在60 - 90g/L之间。患者会出现较为明显的症状，如活动后心悸、气短，面色、甲床苍白等。重度贫血： 血红蛋白浓度在30 - 60g/L之间。患者症状明显加重，安静状态下也可能出现心悸、气短，面色苍白严重，还可能伴有头晕、乏力等症状。极重度贫血： 血红蛋白浓度低于30g/L。患者会有严重的心慌、气短，甚至可能出现晕厥等情况，需要紧急处理。