Thalassemie is een erfelijke ziekte. Het erfelijk materiaal (DNA) bevindt zich op de chromosomen die via beide ouders aan het kind worden over gedragen. Je erft in totaal 46 chromosomen van je beide ouders: 22 chromosomen en 1 geslachtschromosoom van je moeder en 22 chromosomen en 1 geslachtschromosoom van je vader. De chromosomen zijn de dragers van het DNA. Het DNA bevat heel veel verschillende genen. Op chromosoom 11 bevindt zich het gen voor bèta-globine en op chromosoom 16 de twee genen voor alpha-globine.
Bij een verandering in een van de genen (meestal een grote mutatie of deletie) op chromosoom 16 voor alpha-globine, kan alpha-thalassemie ontstaan. Dit leidt pas tot ziekte wanneer er minimaal drie van deze genen op beide chromosomen afwijkend zijn. Hierdoor worden er andere boodschappen uitgezonden bij de aanmaak en opbouw van het lichaam. In dit specifieke geval leidt dit tot een verminderde aanmaak van de alpha-globine keten, waardoor alle hemoglobine vormen minder worden aangemaakt. Dit komt doordat alpha-globine deel uitmaakt van alle hemoglobine typen.