在晚期患者(CD4⁺细胞数200/μl)，由于使用抗逆转录病毒药物治疗HIV感染，较常出现多种血液系毒副反应。核苷拮抗剂AZT可引起红系前体细胞生成的代谢障碍并使平均红细胞体积增大。AZT，Stavudine，Zalcitabine和didano-sine与贫血和中性粒细胞减少有关。在初治的艾滋病患者，使用Stavudine治疗时，全血细胞减少的发生率较AZT要低些。血小板减少的发生率非常低。使用抗逆转录病毒药物治疗后，HIV感染患者伴发的血小板减少可获改善。

蛋白酶抑制剂(indinavir，saquinavir，nelfinavir，ritonavir)可能与全血细胞减少，淋巴瘤，脾脏功能紊乱以及淋巴细胞减少有关，不过在晚期患者较为常见。在运用核苷拮抗剂时，这些蛋白酶抑制剂并无明显地加重血液系统毒副反应。

非核苷性逆转录酶抑制剂delavirdine可能与全血细胞减少，嗜酸性细胞增多，瘀斑，脾脏功能紊乱和部分凝血活酶时间延长有关。在合并AZT用药时，常伴随中性粒细胞减少症的减少。Nevirapine较常引起粒细胞减少，贫血，而血小板减少则最不易发生。