地中海贫血主要是遗传因素导致的。它是一种常染色体隐性遗传病，当父母双方都携带地贫基因时，就有可能将致病基因遗传给子女。比如父母双方都是轻型地贫患者，他们的子女患重型地贫的概率大约是25%。
遗传基因缺陷导致
地贫是由于珠蛋白基因的缺陷使得血红蛋白中的珠蛋白肽链合成减少或不能合成。人类珠蛋白基因有α、β、γ、δ等类型，不同类型的珠蛋白基因缺陷会导致不同类型的地贫。例如α珠蛋白基因缺陷会引发α地中海贫血，β珠蛋白基因缺陷会引发β地中海贫血。正常情况下，人体从父母双方各继承一组珠蛋白基因来合成珠蛋白链，当父母双方都携带缺陷的珠蛋白基因时，子女就有较大概率同时继承到父母双方的缺陷基因，从而发病。
家族遗传倾向明显
如果家族中有地贫患者，那么家族成员携带地贫基因的概率会相对较高。比如在一些地贫高发地区，家族中如果有长辈患有地中海贫血，其后代需要进行地贫基因检测来排查是否携带相关基因。因为地贫基因是从亲代遗传给子代的，所以家族遗传是地中海贫血很重要的一个来源。
人群携带概率有差异
不同地区、不同人群地中海贫血基因携带率不同。在我国南方地区，比如广东、广西等地，地中海贫血基因携带率相对较高，大约在10% - 20%左右。这是因为这些地区的人群长期的遗传背景导致地贫基因携带较为普遍，所以当地的人群更需要重视地贫的筛查，尤其是备孕夫妇，通过婚前检查、孕前检查进行地贫基因检测，以评估孕育地贫患儿的风险。