Anemia sierpowata jest dziedziczona w sposób autosomalny, ponieważ zdrowi rodzice mają chore dzieci. Gdyby choroba ta była dziedziczona w sposób sprzężony z płcią, to aby wśród potomstwa tej pary była chora córka, ojciec musiałby być chory na anemię sierpowatą, gdyż ze względu na obecność jednego chromosomu X nie może on być nosicielem zmutowanego allelu.
Anemia sierpowata jest warunkowana przez allel recesywny, ponieważ zdrowi rodzice mają chore dzieci, co oznacza, że oboje muszą być nosicielami zmutowanego allelu warunkującego chorobę. Choroba ta ujawnia się tylko u homozygot recesywnych.