硫血红蛋白是一种络合物。与正常
血红蛋白相比，硫血红蛋白不能与氧呈可逆的结合，因此失去携带氧的能力。正常人硫血红蛋白约有0～2%。当体液中硫血红蛋白＞0.5g/dL时，即可出现
紫绀等症状。
正常人血液中不含有
硫化血红蛋白，不存在于红细胞中。血红蛋白被氧化后还可进一步硫化，生成硫化血红蛋白，血红蛋白与可溶性
硫化物，如
硫化氢等，在氧化剂（通常是过氧化氢）存在的条件下发生作用而产生的。有些人服用
磺胺类或
非那西丁等药物后也可出现硫化血红蛋白血症，并可能伴有溶血。
正常时血液中不存在，或不多于2%.
先天性或
中毒性高铁血红蛋白血症血中含有
高铁血红蛋白，中毒性
硫化血红蛋白血症血中含有硫化血红蛋白，诊断这些疾病的不可缺少上述试验。