A szervezet véralvadási rendszerének (hemosztázis) köszönhető, hogy egészséges embereknél a sérülést követően a vérzés eláll. A megfelelő véralvadáshoz három komponens – érfal, vérlemezkék, véralvadási faktorok – összehangolt, szabályozott működésére van szükség. Bármelyik elem hibája a véralvadás egyensúlyának felborulásához vezet: vagy csökken a véralvadási képesség (vérzékenység) vagy túlzottá válik az alvadékképződés (trombózis).
Ha a szervezet megsérül, egy bonyolult véralvadási rendszer lép működésbe. Először a sérült vérerek összehúzódnak, ami az ér keresztmetszetének szűkítése révén csökkenti a vérmennyiséget a közelben. Ezt követően vérlemezkék (trombociták) torlódnak egymásra, a sérült érfalhoz tapadnak, aktiválódnak és a sérülést ideiglenesen elzáró ún. "trombocita dugót" képeznek. A végleges vérzéscsillapításhoz – azaz a stabil, fibrinhálóval átszőtt véralvadék képződéséhez – nélkülözhetetlen a véralvadási faktorok normális működése. A hemofíliás betegnél a véralvadás utolsó fázisa nem megy végbe megfelelően, mert a beteg szervezete nem termel egy olyan fehérjét elegendő mértékben, mely a folyamathoz szükséges lenne. A véralvadási faktorok a plazmában található fehérjék, jelölésük a felfedezés sorrendjében római számokkal történik.
Véralvadási faktorok
I. Fibrinogén
II. Protrombin
III. Szöveti faktor, tissue factor (TF), tromboplasztin
IV. Kalcium
V. Proakcelerin, labilis faktor
VI. -
VII. Prokonvertin, stabil faktor
VIII. Antihemofíliás faktor A, antihemofíliás globulin
IX. Antihemofíliás faktor B, Christmas faktor
X. Stuart Prower faktor
XI. Plazma tromboplasztin komponens, Rosenthal faktor
XII. Hageman faktor (hiánya nem okoz vérzékenységet)
XIII. Fibrinstabilizáló faktor, Laki – Lorand faktor
A plazmában inaktív formában lévő alvadási faktorok sérülés bekövetkezésekor aktiválódnak. Ezt az aktivációs folyamatot a sérült szövetekből felszabaduló szöveti faktor (tissue factor, TF) indítja el. Ennek hatására aktiválódik a VII. véralvadási faktor (FVIIa), majd a TF-FVIIa komplex képes a IX. faktor aktiválására, ami következő lépésként a X. faktort alakítja át aktív X. faktorrá (FXa). A FXa hatására a protrombinból trombin képződik, ami a fibrinogént fibrinné hasítja. A keletkezett fibrin a FXIIIa hatására válik stabillá.
A véralvadás egyszerűsített sémája

A hemofíliát a VIII. vagy a IX. véralvadási faktor hiánya vagy csökkenése okozza. A IX. faktor a májsejtekben, a VIII. faktor a májsejtekben és az endotel sejtekben termelődik. A VIII. faktort a keringésben a von Willebrand faktor stabilizálja. Az aktív IX. faktor a X. alvadási faktort aktiválni képes enzim. A VIII. faktor nem rendelkezik önálló enzimatikus aktivitással, hanem a FIXa hatását katalizálva képes fokozni a X. faktor aktiválását. Így mindkét faktor hiánya vagy csökkenése azonos következményekkel jár: a FXa képződés csökkenése miatt károsodik a trombin- és a fibrinképződés. A végeredmény sérülékeny fibrinháló, ami klinikailag vérzékenységhez vezet.