上消化道出血尤其是胃及十二腸潰瘍或腫瘤出血時,紅細胞被胃腸消化液破壞,釋放出一種叫血紅蛋白的物質,并進一步降解為卟啉血紅素和鐵的產物,在腸道細菌作用下鐵與腸內產生的硫化物結合成硫化鐵,從而使糞便呈柏油狀或黑色。
上消道出血在六十毫升以上時,糞便就會出現黑色和黑紅色,軟而富有光澤看上去像柏油,如持續兩三天有柏油樣變,說明出血量很多,至少有五百毫升,假如排便次數很多,糞便稀薄因出血量多血紅素鐵不能完全與硫化物結合,加之血液在腸道內停留時間短,糞便可有柏油色轉為暗紅色。
服某些藥物鉍劑、鐵劑、藥用炭等,也會排出黑便,但糞便沒有光澤,是可以與有光澤的柏油便相區別的,不必的恐張。