Ada empat aspek utama dari morfologi sel darah merah yang abnormal, termasuk ukuran, morfologi, struktur dan pewarnaan sel darah merah. Ukuran sel darah merah terutama bergantung pada klasifikasi anemia sel darah merah. Sel darah merah yang besar dapat dilihat pada anemia megaloblastik, sel darah merah yang kecil sebagian besar terlihat pada anemia defisiensi zat besi dan anemia sel darah merah berbentuk bola. Perubahan morfologi sel darah merah meliputi sel darah merah berbentuk bola, sel darah merah berbentuk target, sel darah merah berbentuk tetesan air mata, dan sel darah merah yang mengalami kelainan bentuk. Beberapa perubahan morfologi ini disebabkan oleh perubahan penyakit yang diwariskan dan beberapa lainnya disebabkan oleh hipersplenisme atau anemia. Perubahan struktural pada sel darah merah, yaitu adanya badan inklusi dalam sel darah merah, juga dapat menyebabkan anemia pada manusia.