血红蛋白尿通常是由于血管内的红细胞大量破坏，血红蛋白释放到血浆中，超过了肾小管的重吸收能力，从而从尿液中排出形成的。比如，阵发性睡眠性血红蛋白尿症患者，约有50% - 80%会出现血红蛋白尿。
红细胞破坏相关原因
血管内溶血因素：
血型不合输血： 如果输入了与受血者血型不匹配的血液，会引发严重的免疫反应，导致血管内红细胞迅速破坏。例如，ABO血型不合输血后，短时间内就可能出现血红蛋白尿，同时还会伴有发热、寒战、腰痛等症状。感染因素： 某些细菌感染可能导致血管内溶血。比如，溶血性链球菌感染后，有可能引发溶血性贫血，进而出现血红蛋白尿。患者会有发热、咽痛等感染表现，同时尿液颜色加深如酱油色。
红细胞自身异常因素：
遗传性球形红细胞增多症： 这是一种遗传性疾病，患者的红细胞膜存在缺陷，导致红细胞变形能力下降，在通过脾脏等器官时容易被破坏。这种病多在儿童期发病，会出现间断性的血红蛋白尿，还可能伴有黄疸、脾肿大等症状。葡萄糖 - 6 - 磷酸脱氢酶（G - 6 - PD）缺乏症： 这是一种X连锁不完全显性遗传病，患者体内缺乏G - 6 - PD酶，当接触到氧化性物质（如某些药物、蚕豆等）时，红细胞容易被破坏，引发溶血，出现血红蛋白尿。例如，食用蚕豆后，患者可能在1 - 3天内出现血红蛋白尿，同时伴有乏力、黄疸等表现。
其他因素：
物理因素： 严重的烧伤、大面积创伤等物理损伤，会导致红细胞受损破裂。比如，严重烧伤患者，由于红细胞在高温等损伤因素下破坏，可能出现血红蛋白尿，同时还会有烧伤局部的症状以及全身的应激反应。化学因素： 某些化学物质中毒也会引起血管内红细胞破坏。例如，砷化氢中毒，砷化氢进入人体后会与红细胞膜上的巯基结合，破坏红细胞膜结构，导致红细胞大量破坏，出现血红蛋白尿，患者还会有恶心、呕吐、头痛等中毒症状。