적혈구가 손상되어 혈구 밖으로 헤모글로빈이 빠져나오는 현상을 가리켜 용혈이라 한다. 체내에서 발생하는 용혈은 주로 간과 비장, 골수세포 등지에서 일어난다. 용혈소(적혈구 막을 파괴시켜 헤모글로빈을 유출시키는 인자)가 원인인 특이적인 용혈과, 여타 화학적, 물리적 영향의 비특이적 용혈로 구분된다. 적혈구를 용매인 물에 넣으면, 삼투압작용에 의해 물이 적혈구 내부로 유입한다. 불어난 물로 인해 적혈구의 내부가 팽창하고, 결국 터지게 되어 헤모글로빈이 방출되는 모습을 볼 수 있다. 헤모글로빈은 혈액 속에서 산소와 결합하여 각 조직으로 O₂를 운반하는 기능을 갖는다. 항원, 항체 반응에 의한 특이적 요인 등으로 다량의 적혈구가 파괴되면, 혈액의 산소운반 기능이 급격히 감소하여 용혈성빈혈과 같은 증상이 생긴다.