直接胆红素的正常参考值范围是0-6.8μmol/L，直接胆红素7.0μmol/L时接近于边界值，基本可以算作正常。直接胆红素又称结合胆红素，是间接胆红素进入肝后，受肝内的葡萄糖醛酸基转移酶的作用与葡萄糖醛酸结合生成。直接胆红素溶于水，与藕段试剂呈直接反应，能通过肾脏随尿液排出体外。肝脏对胆红素的代谢起着重要作用，包括肝细胞对血液当中间接胆红素的摄取、结合和排泄三个过程。
血清直接胆红素升高说明经肝细胞处理后的胆红素，从胆道排出时发生障碍，直接胆红素的测定有助于黄疸类型的诊断和鉴别诊断。直接胆红素增高，主要见于阻塞性黄疸、肝细胞性黄疸、肝癌、胰头癌、胆石症、胆管癌等。胆红素包括直接胆红素和间接胆红素，在肝细胞性黄疸时，直接胆红素和间接胆红素都会升高。在阻塞性黄疸时，以直接胆红素升高为主，在溶血性黄疸时，以间接胆红素升高为主。