柏油样大便上消化道或小肠出血，在肠腔内停留的时间较长，因红细胞破坏后，血红蛋白在肠道内与硫化物结合形成硫化铁，这种化合物使大便变黑，因行色如柏油，故称为柏油样便。柏油样便不仅粪便的外观是黑色的，有血腥味儿，而且由于硫化铁使肠壁黏液分泌增多，故而使其具有光泽带粘性，一般无臭味儿。当上消化道出血超过五十毫升时就可以出现黑便，有实验指出若将100-200毫升血液引入胃内则可发生柏油样便。柏油样便表现表面附有黏液而发亮，类似柏油，它涉及到红细胞的破坏。