유전성의 용혈성 빈혈로서 이상 혈색소증의 하나이며 흑인에게 주로 나타나고 혈액에 겸상 적혈구가 있는 것이 특징이다. 적혈구는 원래 둥글고 가운데가 얇다. 그런데 겸상 적혈구를 가진 사람은 적혈구의 일부가 초승달 모양을 하고 있다. 이유는 헤모글로빈 분자가 비정상적으로 길게 늘어나서 압력을 받아 적혈구 모양을 커브나 낫 모양으로 만들게 된다. 미국의 흑인들 중 250만 명이 이런 저런 모양의 겸상 적혈구 병을 가지고 있다. 간혹 푸에르토리코 인이나 지중해 연안에 사는 사람들이 겸상 적혈구 문제나 질병을 가지고 있다. 유전적 소인으로 결정되는 이 병은 두 가지로 분류되는데 겸상 세포 소질(sickle cell trait)과 겸상 세포 질병(sickle cell disease)이다. 겸상 세포 소질은 별로 증상이 없고 겸상 세포 질병은 증상이 심하고 무력하게 되며 만성 상태가 된다. 보통 성인들은 헤모글로빈 A유형을 가지고 있는데 이들은 가장 흔한 S유형으로 나타난다. 태중이나 1년생의 영아에게는 헤모글로빈 F유형이 확인되기도 한다. 이 기간에는 정상 상태이지만 더 자라나면서도 계속 이런 유형이 나타나면 병이 발생한다. 드물기는 하지만 헤모글로빈 C형이나 다른 유형도 확인된다. 증상이 악화되면 뼈, 손과 발, 비장, 폐, 뇌, 그리고 소화관 등 인체의 어느 부위에도 통증이 나타난다.