上消化道出血时，大便会呈现柏油样的亮黑色，称之为黑粪征，是由于肠血液中的铁离子在胃酸胃蛋白酶的作用下，被还原成二价铁离子，并与肠道内的硫化物结合形成硫化亚铁，从而使大便发黑。​这种黑便一般反复发生，粪质稀薄，不成形，可以呈柏油样的亮黑色，如果患者上消化道出血的量较大，出血速度较快，会对胃肠道产生明显的刺激，此时胃肠道蠕动明显增强，患者有可能出现暗红色的血便，甚至鲜血便，这都是上消化道出血时大便的改变。除了大便的改变之外，上消化道出血患者还会出现呕血、呕吐咖啡色的物质，周围循环衰竭，低血容量休克的临床表现。患者会出现大便隐血阳性，呕吐物阳性，还会出现血红蛋白、红细胞计数、红细胞比容下降，网织红细胞升高。由于血液中的蛋白质大量经肠道吸收入血，上消化道出血患者会出现长圆形的氮质血症，表现为血尿素氮水平的进行性升高，这些都是上消化道出血的常见临床表现以及实验室检查的异常。