Fri bilirubin er også kendt som direkte bilirubin. Dette er en fraktion af bilirubin, som er et andet molekyle af bilirubin i en form klar til at blive udskilt fra kroppen. Bilirubinfraktioner dannes gennem hæmolyse i blodet, dvs. brud af røde blodlegemer, ledsaget af frigivelse af hæmoglobin. Normalt interagerer hæmoglobin med hæmoglobinemin, som er placeret på overfladen af røde blodlegemer og kombineres med brint og danner hæm. Men med hæmolyse virker denne proces ikke, og hæm forekommer uden