由于各种化学物质或药物中毒，血红蛋白分子中二价铁被三价铁取代成为高铁血红蛋白，致使血红蛋白失去与氧结合的能力。正常人的高铁血红蛋白仅占血红蛋白总量的1%左右，并且较为恒定；超过1%时，称高铁血红蛋白血症，达到30g／L时可出现发绀。由于进食大量含亚硝酸盐的食物引起的中毒性高铁血红蛋白血症，可出现发绀，称肠源性发绀。