Vrij bilirubine wordt ook wel direct bilirubine genoemd. Dit is een fractie van bilirubine, een ander molecuul bilirubine in een vorm die klaar is om door het lichaam te worden uitgescheiden. Bilirubinefracties worden gevormd door hemolyse in het bloed, d.w.z. breuk van rode bloedcellen, vergezeld van de afgifte van hemoglobine. Normaal gesproken interageert hemoglobine met hemoglobinemin, dat zich op het oppervlak van rode bloedcellen bevindt en zich combineert met waterstof, waardoor heem ontstaat. Bij hemolyse werkt dit proces echter niet, en zonder vindt heem plaats