血红蛋白是一种含铁的能与氧结合的呼吸蛋白，仅存在于红细胞内。正常尿液中没有血红蛋白。当血管内溶血使血浆中血红蛋白浓度升高超过结合珠蛋白所能结合的量时，以a或阝双聚体形式从肾小球滤过，产生血红蛋白尿。血红蛋白尿的颜色取决于尿PH、血红蛋白浓度及尿液放置时间长短。新鲜排除的尿呈粉红或深葡萄酒色，假如排出的尿放置过久，尿色呈棕色或酱油色，这是尿中血红蛋白被还原之故。酸性尿中的血红蛋白尿呈棕黑色，碱性尿中呈鲜红色。取新鲜尿标本做离心沉淀镜检时，不见红细泡，联苯胺试验强阳性，尿含铁血黄素检查阳性。结合血管内溶血的其他表现如严重贫血，网织红细胞增加，血浆游离血红蛋白浓度增加。结合体蛋白浓度减少，血清间接胆红素增加、尿胆原及尿胆素增加等，即可确定为血红蛋白尿。