L'anemia da malattia cronica è un'anemia normocitica o talvolta microcitica. In quest'ultimo caso deve essere posta in diagnosi differenziale con l'anemia sideropenica. Altra caratteristica che hanno in comune è la riduzione della concentrazione di ferro sierico. Mentre nell'anemia sideropenica è dovuta ad un'effettiva carenza di ferro nell'organismo, nell'anemia da malattia cronica è dovuta soprattutto ad un sequestro del ferro nel sistema reticoloendoteliale. Pertanto la ferritina risulterà ridotta nell'anemia sideropenica ma normale o aumentata nell'anemia da malattia cronica. L'aumento della ferritina infatti potrebbe essere dovuto allo stato flogistico che va ad aumentare questa proteina i cui livelli sono influenzati dalla fase acuta della flogosi. Altro dato di laboratorio che differenzia le patologie è il livello di transferrina. Essa risulta aumentata nell'anemia sideropenica (ciò indica che l'organismo necessita di ferro) e spesso normale nell'anemia da malattia cronica. In entrambe le anemie quindi, a causa del ridotto livello sierico di ferro, la transferrina satura risulterà ridotta rispetto al naturale ma con una riduzione più evidente nell'anemia sideropenica in quanto dovuta sia ad un aumento della transferrina che ad una diminuzione della ferremia a differenza dell'anemia da malattia cronica dove è dovuta solamente alla diminuzione della ferremia.