一般上消化道出血出血量超过50-100ml时，患者可出现黑便，主要是由于血中三价铁离子在胃酸、胃蛋白酶作用下被还原成二价铁离子，以及与肠道内硫化物结合形成硫化亚铁，从而使大便呈现黑色。黑便一般可表现为便质比较稀薄、不成形，柏油样亮黑色粪便，一般提示出血量超过50-100ml。
如果患者出血量比较小，只有5ml左右，通常大便颜色不会出现明显改变，但在进行大便隐血试验时会发现大便隐血试验阳性。如果出血量>250ml，患者会出现呕血或呕吐咖啡色物质。通常一次性出血量<400ml不会引起心脏反应，如果>400ml，会出现心率 增快、血压下降。如果一次出血>1000ml，患者会迅速出现周围循环衰竭以及低血容量休克的表现。
除呕血和黑粪之外，消化道出血还有其他临床表现，比如贫血，血红蛋白、红细胞计数、红细胞比容等出现下降，网织红细胞升高，便鲜血或暗红色血便。此外，患者还可能会出现肠源性氮质血症，血尿素氮水平会持续升高，上述现象均提示发生消化道出血。