Το ΜΔΣ αποτελεί μια ομάδα διαταραχών του μυελού των οστών. Ο μυελός των οστών είναι το εργοστάσιο παραγωγής των κυττάρων του αίματος, συμπεριλαμβανομένων των ερυθρών και λευκών αιμοσφαιρίων και των αιμοπεταλίων. Στο ΜΔΣ, ο μυελός των οστών είναι παθολογικός εξαιτίας μιας ποικιλίας κακοήθων αλλαγών. Το αποτέλεσμα είναι η μη αποδοτική παραγωγή των φυσιολογικών ώριμων κυττάρων του αίματος, που οδηγεί σε χαμηλές τιμές στη γενική αίματος (κυτταροπενίες). Υπάρχουν διαφορετικοί υπότυποι της νόσου, με διαφορετική πρόγνωση, ποικίλες θεραπευτικές επιλογές και άλλοτε άλλο κίνδυνο εξαλλαγής σε λευχαιμία.