Megaloblastik aneminin gelişimi öncelikle DNA sentezinde ve kırmızı kan hücrelerinin olgunlaşmasında rol oynayan temel besinler olan B12 vitamini veya folat eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Bu besinlerin eksikliği durumunda DNA üretimi bozulur ve megaloblastların oluşumuna yol açar.
Özellikle B12 vitamini eksikliği durumunda, B12 vitamini eksikliği, sinir hücrelerini çevreleyen ve koruyan yağlı bir malzeme olan miyelin adı verilen bir maddenin sentezini etkiler. Yeterli miyelin olmadan kemik iliğindeki sinir hücreleri hasar görür, bu da megaloblast üretimine ve megaloblastik aneminin gelişmesine neden olur.
Bu nedenle "megaloblastik anemi" terimi, kemik iliğinde megaloblastların varlığını ifade eder ve B12 vitamini veya folat eksikliği ile ilişkilidir.