在妊娠期，胎儿少量的红细胞可通过胎盘进入母体。有人用荧光抗体检查方法发现，胎儿向母体通过红细胞的能力大于反方向的10倍左右。母子血型不符合时，胎儿红细胞进入母体超过0.5毫升后才易引起一个初次免疫反应。胎儿红细胞对母体来说是一种抗原，这种红细胞进人母体，刺激母体产生相应抗体，而这种抗体又可通过胎盘进入胎儿体内，从而使胎儿红细胞遭到破坏而引起溶血。出生后，由于新生儿体内免疫抗体的存在，故继续溶血。
由于血型系统不同，所以有各种不同的胎儿溶血症。我国已发现的共有三种，即Rh溶血症、ABO溶血症及MN溶血症。其他血型系统如Kell血型系统、Lutheran血型系统等亦可发生新生儿溶血症，只是极少见。