正常情况下，红细胞具有高度的弹性和变形性能。红细胞在血流中虽然经常受到血管外的压力、撞击和血管内心脏收缩时大血管内血流相当大的冲击，但由于血管内面光滑，血流通畅，所以不会引起重大的机械性损伤而发生溶血。如果血管内外各种正常状态被破坏，致使红细胞发生机械性损伤，并且超过正常的耐受力，那么将不可避免地出现溶血。在多数情况下，红细胞膜缺损处能重新封闭而发生明显的变形，却仍是活的。这种变形红细胞在血片上为破碎、三角形、盔形红细胞或小型球形细胞。这种不正常的红细胞生存一段时间后，不久即在血循环或单核巨噬细胞系统内提前破坏而发生溶血性贫血。因此，本病既有血管内又有血管外溶血的表现，出现不同程度的血红蛋白血症，血红蛋白尿，变性血红蛋白血症，含铁黄素尿及血胆红素过多，血浆结合珠蛋白减少或完全缺乏，乳酸脱氢酶增多。
机械性溶血性贫血可分为心源性创伤性溶血性贫血、微血管病性溶血性贫血和行军性血红蛋白尿三种主要类型。
此外，破碎的红细胞亦可因其他物理因素例如高温或烧伤引起。
