上消化道出血时大便之所以变黑色，是因为血液在胃肠中被破坏，血红蛋白被释放，在胃酸、肠液及肠道细菌的先后作用下，血红蛋白所含的铁与硫化物发生作用，变成硫化铁，使大便变黑色。有时候不仅粪便外观变黑色，而且由于硫化铁的刺激，肠豁膜分泌增多，使粪便具有光泽和薪性而油光发亮，就像铺柏油路时用的柏油（即沥青）一样，故也称之为柏油样便。

在下消化道，如右半结肠出血时，如果由于便秘等使之在肠道内停留时间较长，也可出现黑色便。肠套叠、出血性坏死性小肠炎、绞窄性肠梗阻、美克耳憩窒、肠息肉、肛裂等，也有可能表现为大便呈黑色。新生儿出血症、血友病、白血病、再生障碍性贫血、血小板减少及过敏性紫癜等。倘若出血量大，经保守治疗无效者，应当立即实施手术，以挽救病人生命。

全身感染性疾病：如败血症、伤寒等，新生儿吞入母亲产道血或乳头破裂的血，鼻、咽、齿龈出血的吞入等。连续服用一些药物，也会对大便的颜色造成一定的影响，常见的有硫酸亚铁、枸橼酸铋钾等。只要停止服用一段时间，大便的颜色就会恢复正常。

如食用了动物的血、肝和较多的肉类，或服用铁剂、碳剂，以及某些中药汤剂、中成药等，大便可呈黑色。服用某些治疗胃病的药物，如进食动物血，如人们常食的猪血炖豆腐等，也会使大便变黑。临床上应注意与上消化道出血引起的大便变黑进行鉴别，以免出现失误。如果是因为食物或者是吃其他中药引起的大便黑色就无需担心，可观察停止进食这些食物或者药物，大便颜色即可恢复正常。