Atunci când are loc moartea hematiilor, produsul final de metabolizare este bilirubina, un pigment de culoare galbenă al cărui nivel semnifică distrugerea hematiilor. Bilirubina astfel formată circulă în sânge, fiind transportată la ficat împreună cu albumina. Supraproducția bilirubinei sau defectele de absorbție și de conjugare pot duce la hiperbilirubinemie neconjugată.
Bilirubina conjugată se excretă în bilă și se eliberează în intestinul subțire. Condițiile medicale și medicamentele care interferează cu excreția determină hiperbilirubinemie conjugată. Bacteriile intestinale transformă bilirubina în urobilinogen - o parte din acesta este reabsorbit de intestin, iar o altă parte este excretat prin urină sau scaun. Aceștia dau culoarea caracteristică de galben și maro urinei și scaunului.
Nivelurile bilirubinei serice cresc atunci cand productia depaseste metabolismul si excretia acesteia. Clinic, hiperbilirubinemia apare ca icter – pigmentarea galbena a tegumentului și sclerelor.