骨髓產生血細胞取決于有足夠數量機能正常的干細胞，干細胞必須能反復自我增殖更新以保持其恒定數量，同時又能向粒、紅、巨核細胞各系統分化，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。提示骨髓的缺陷能夠通過植入正常骨髓干細胞而矯正，因此，干細胞缺乏或缺陷是這種貧血最常見的原因。

　　多能干細胞在特定的微環境條件下增殖更新。再生障礙性貧血也可能由于骨髓造血微環境缺陷造成。實驗表明骨髓基質或微環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，否則在長期培養中干細胞將不生長。骨髓移植成功亦不排除微環境異常，因微環境的干細胞是可移植的，骨髓微環境缺陷導至干細胞機能不足引起全血細胞減少，此型居少數。

　　骨髓基質細胞能夠產生造血生長因子，如GM-CSF等，它把這些造血生長因子供給祖細胞，但再障時調節造血的因子，如血和尿中的集落刺激因子、促紅細胞生成素增加，故再障的發生可能并非由于這些因子的減少。

　　再障也可能是細胞或體液免疫對造血細胞抑制的結果。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。

　　再生障礙性貧血發病機理假說，有人將多能干細胞，造血微環境和免疫反應之間的關系，比喻為“種子”(seed)、“土壤”(soil)和“蟲子”(worm)之間的關系，可能還要加“肥料”(Fertilizer)，這幾種成份中，可能任一成分缺陷都會導致再障的發生。