באנמיה חרמשית יש שינוי בחומצה אמינית יחידה בחלבון ההמוגלובין . שרשרת β בחלבון עוברת שינוי. כתוצאה מכך, השינוי גורם לחלבון לשקוע בכדוריות הדם של החולים כשריכוז החמצן נמוך. דופן התא נפגע בגלל השקיעה ולכן מבנה הכדורית משתנה והופך להיות חרמשי ולא עגול כמו בכדורית רגילה
מה משמעות הנזק? אורך החיים של הכדוריות הפתולוגיות קצר והן שורדות רק כשבוע.
כדוריות חריגות אלו מסולקות על ידי הטחול.
הן נוטות להיתקע בדפנות של כלי הדם וליצור דלקת וזאת מכיון שהן פחות גמישות מכדורית בריאה