Orak hücre hastalığı, dünyadaki en yaygın tek gen bozukluklarından biridir. Ülkemizde görülme sıklığı yüksek olup eritrositleri etkileyen bir kan hastalığıdır. Beta globin geninde meydana gelen mutasyon, orak hemoglobin tetramerlerinin oluşumuna yol açar. Bu tetramerler polimerleşerek eritrosit membranına zarar verir. Eritrosit hasarı; hemoliz, vazooklüzyon, endotelyal disfonksiyon ve inflamasyon gibi patofizyolojik mekanizmaları tetikleyerek bir kısır döngü oluşturur. Bu mekanizmalar, hasta bireylerde değişen derecelerde kronik hemolitik anemi, vaskülopati, akut ve/veya kronik organ hasarı ve kısalmış yaşam süresine neden olur. Bu derleme, orak hücre anemisinin moleküler ve hücresel patofizyolojisine dair kapsamlı bir bakış sunmaktadır.