Vapaa bilirubiini tunnetaan myös suorana bilirubiinina. Tämä on osa bilirubiinia, joka on toinen bilirubiinin molekyyli muodossa, joka on valmis erittymään kehosta. Bilirubiinifraktiot muodostuvat veren hemolyysin kautta, ts. punasolujen repeämä, johon liittyy hemoglobiinin vapautuminen. Normaalisti hemoglobiini on vuorovaikutuksessa hemoglobinemiinin kanssa, joka sijaitsee punasolujen pinnalla ja yhdistyy veteen muodostaen hemiä. Hemolyysin kanssa tämä prosessi ei kuitenkaan toimi, ja hemi esiintyy ilman