Những đột biến trên gen F8 là nguyên nhân gây ra bệnh hemophila A trong khi đột biến ở gen F9 gây ra bệnh hemophilia B. Gen F8 mang thông tin di truyền tổng hợp một loại protein gọi là yếu tố đông máu VIII còn gen F9 có nhiệm vụ tổng hợp một protein khác cũng liên quan đến quá trình đông máu được gọi là yếu tố đông máu IX. Yếu tố đông máu là các protein hoạt động phối hợp cùng nhau trong quá trình đông máu. Sau khi bị thương, cơ thể sẽ hình thành các cục máu đông bảo vệ cơ thể bằng cách bịt kín các mạch máu bị tổn thương và ngăn không cho mất máu quá nhiều.
Các đột biến ở gen F8 hoặc F9 dẫn đến sản xuất ra các dạng bất thường của yếu tố đông máu VIII hoặc yếu tố đông máu IX hoặc các đột biến này làm giảm số lượng của một trong những protein này. Các protein bị thay đổi hoặc vắng mặt nên quá trình đông máu không thể thực hiện một cách hiệu quả. Cuối cùng không thể hình thành cục máu đông đúng cách để giải quyết chấn thương. Tình trạng máu khó đông làm máu chảy liên tục khó kiểm soát. Các đột biến gây ra chảy máu nặng hầu như làm mất hoàn toàn hoạt động của yếu tố đông máu VIII hoặc yếu tố đông máu IX. Các đột biến gây ra bệnh máu khó đông nhẹ và trung bình làm giảm nhưng không loại bỏ hoạt động của một trong những protein này.
Một dạng rối loạn khác gọi là bệnh máu khó đông tự mắc không do đột biến gen di truyền. Tình trạng hiếm gặp này có biểu hiện đặc trưng như chảy máu bất thường trên da, cơ hoặc các mô mềm khác và thường bắt đầu ở tuổi trưởng thành. Bệnh máu khó đông tự mắc phải do cơ thể tạo ra các protein chuyên biệt gọi là kháng thể tự miễn tấn công và vô hiệu hóa yếu tố đông máu VIII trong chính cơ thể. Hiện tượng sản xuất kháng thể tự miễn đôi khi có liên quan đến việc mang thai, rối loạn hệ thống miễn dịch, ung thư hoặc phản ứng dị ứng với một số loại thuốc. Trong khoảng một nửa số trường hợp bị bị tình trạng này thì nguyên nhân gây bệnh máu khó đông tự mắc phải vẫn không rõ.