血漿游離血紅蛋白的增加是血管內溶血的指征。如果血漿中游離血紅蛋白達到一定水平時（900～1000mg/L）就可由尿液排出，即伴有血紅蛋白尿癥，見于蠶豆黃、PNH、陣發性寒冷性血紅蛋白尿，不穩定血紅蛋白癥，冷凝集綜合征等。
自身免疫性溶血性貧血，鐮形細胞貧血及海洋性貧血血漿游離血紅蛋白可輕度可中度增加。
嚴重輸血反應，尤其是血型不合，可發生嚴重的輸血反應，使血漿游離血紅蛋白大幅度增加，可能對腎小管有毒性作用，引起嚴重腎臟損害，危及生命
體外循環，如人工心肺，人工腎手術應用以后，紅細胞可被機械性大量破壞，也可使血漿游離血紅蛋白增高。
貯存庫血2～3周后，游離血紅蛋白可達500mg/。