不同类型的红细胞增多症病因不同，原发性红细胞增多症是由于红系造血祖细胞的体细胞突变或遗传所导致，继发性红细胞增多症则多继发于组织缺氧、肾脏疾病、肿瘤等，相对性红细胞增多症与脱水、应激状态有关。
包括原发家族先天性红细胞增多症和真性红细胞增多症。
由红系造血祖细胞原发缺陷引发的红细胞生成素受体功能获得性突变所致；
JAK2基因的获得性体细胞突变使JAK-STAT信号途径持续激活，粒细胞、红细胞、巨细胞等髓系细胞对细胞因子的反应增强，红细胞增殖不再依赖于红细胞生成素所致。
与血液黏滞性增加、心脏负担增加有关，代偿性红细胞增多症继发于高海拔、肺部疾病红细胞增多症、艾森门格综合征、吸烟、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、红细胞酶缺乏、化学物质诱导等原因；非代偿性红细胞增多症继发于缺氧感应的先天性异常、肾脏疾病、肿瘤、内分泌疾病等。
暂时性红细胞增多症与所有引起脱水的原因有关，如持续呕吐、严重腹泻、大量出汗、高热、应用利尿剂等，应激性红细胞增多症与肥胖、精神紧张、饮酒等因素有关。
吸烟者血氧饱和度减低，可有一氧化碳血红蛋白，氧解离曲线左移，通过肾传感器刺激红细胞生成与组织氧释放。
肥胖者由于躺卧位时通气不良，动脉血氧含量减低，又容易合并呼吸暂停综合征或高血压，使红细胞生成素生成增多或血细胞比容增高。
精神紧张可通过交感神经刺激或儿茶酚胺分泌影响血氧饱和度和血容量，精神抑郁、紧张可刺激自主神经系统及儿茶酚胺生成增多，分泌肾上腺素及正肾上腺素，使静脉血容量减少，血浆容量减少，血细胞比容增多。
急性大量饮酒及慢性酒癖均可使呼吸抑制，夜间打鼾及睡眠性呼吸困难，间接增加红细胞生成，血浆容量减少与血细胞比容增多。
