血清直接膽紅素升高多為肝膽功能異常導致，但也有可能為血液疾病引起。一般血清直接膽紅素是間接膽紅素與葡萄糖醛酸結合，后經肝內葡萄糖醛酸基轉移酶作用生成，且通常混合于膽汁中并經膽道排入腸道參與脂質分解、吸收，同時主要經腎臟排出。故若個人患有溶血性貧血、肝炎、肝硬化、肝癌、膽囊炎、膽道結石等疾病，則可導致間接膽紅素總量增多、肝臟代謝異常、膽汁排泄受阻，進而可導致血清膽紅素含量升高。