혈변은 흔히 소화관에 상처가 생겼거나 이상이 생겨 나타난다. 따라서 혈변은 입에서 항문까지 연결되는 소화관의 어느 부분에서나 연유할 수 있다. 때로는 피의 양이 너무 적어서 대변 잠혈검사를 통해서 확인할 수가 있다. 그러나 피가 양이 많아서 육안으로 볼 수 있는 경우에는 대변의 색깔로 출혈부위를 추정하게 된다. 물론 확실하게 진단을 내리려면 내시경이나 특수한 엑스레이로 검사를 해야만 가능하다.

대변의 색깔이 검은 것은 보통 소화기관의 윗부분에서 출혈이 생긴 것을 의미한다. 즉 식도, 위장, 소장의 첫 부분에서 출혈이 생긴 경우 피가 소화액에 노출되어 타르같이 변하고 그 결과 대변이 검은색이 된다. 또 흔히 위궤양으로 검은 혈변이 나오는데, 위궤양은 소염진통제인 이부프로펜(타일레놀), 나프록센 혹은 아스피린을 복용하면 생길 수 있다.

대변이 밤색이나 진홍색인 경우 이는 보통 소화기관의 아랫부분 즉 결장이나 직장에 출혈이 생기는 것을 의미한다. 치질과 게실염이 가장 흔한 이유가 된다. 그러나 때로는 위장에서 다량의 출혈이나 급속한 출혈이 있는 경우 대변의 색깔이 진홍색이 된다.

감초로 만든 검은색의 젤리나, 납, 철분 보충제, 비스무트가 함유된 펩토비스멀이나 블루베리를 먹는 경우에도 대변의 색깔이 검어질 수 있고, 비트나 토마토를 먹는 경우에도 가끔 대변 색깔이 붉은 색이 된다. 그러나 이런 경우에는 혈변과는 관계가 없다.

식도나 위장에서 출혈이 심한 경우 (예: 위궤양) 피를 토할 수도 있다.

소화기관의 윗부분에서 출혈하는 경우는 대변의 색깔이 보통 검은색이다. 즉, 위장이나 십이지장의 궤양이 원인일 수도 있고, 위염, 식도정맥류, 말로리 와이스 열창(심한 구토로 식도가 약간 찢어진 것), 외상이나 이물질, 장허혈증 (장으로 피가 제대로 유입되지 않는 것), 혈관기형이 원인일 수도 있다.

소화기관의 아랫부분에서 출혈하는 경우는 대변의 색깔이 보통 진홍색이다. 이의 원인으로는 치질이나 열항, 게실 출혈, 위장의 염증(예를 들면 박테리아로 생긴 장염), 혈관기형, 염증성 장질환, 종양, 결장의 용종이나 결장암, 외상이나 이물질, 장허혈증 (장으로 피가 제대로 유입되지 않는 것) 등이 있다.

만약 혈변이 나오거나 변의 색깔이 변하면 병원에 가서 검사를 받아 보는 것이 안전하다. 어린이들의 대변에 약간의 피가 섞여 나오는 것은 보통 큰 문제가 아니다. 그런 변이 나오는 가장 큰 이유가 변비와 우유에 대한 알레르기이기 때문이다.