Die meisten Fälle von schwarzem Durchfall werden durch Magen-Darm-Blutungen verursacht. Je nachdem, von welcher Stelle im Magen-Darm-Trakt die Blutung ausgeht, wird das Blut im Stuhl unterschiedlich erscheinen. In diesem Fall tritt die Blutung normalerweise im Magen oder in der Speiseröhre auf und wird schwarz, wenn sie die Verdauungssäfte des Körpers passiert. Blutungen aus diesen Bereichen können durch Geschwüre, Gastritis und übermäßiges Erbrechen verursacht werden. Schwarzes Lakritz, Eisenpräparate und bestimmte Lebensmittel können ebenfalls schwarzen Durchfall verursachen, ebenso wie ein Übermaß an Medikamenten, z. B. solche, die Wismut enthalten.
Der Fachbegriff für schwarzen Durchfall, der von Blutungen im oberen Darmbereich herrührt, ist Melaena. Wenn das Blut das Verdauungssystem passiert und mit Verdauungssäften in Kontakt kommt, verändert sich das Eisen im Blut und führt zu einer schwarzen Farbe. Während die Speiseröhre und der Magen die häufigsten Ursachen von Blutungen sind und Ärzte in der Regel zuerst dort suchen, ist es auch möglich, dass die Blutung tiefer im Darmtrakt beginnt, wie z. B. im Dünndarm oder Dickdarm.
Geschwüre werden als Wunden definiert, die sich auf der Haut bilden und die Funktionsfähigkeit dieses Organs beeinträchtigen. Magen- oder Magengeschwüre sind Geschwüre, die sich überall an der Auskleidung des Verdauungssystems bilden und aufgrund der sauren Umgebung des Magen-Darm-Trakts äußerst schmerzhaft sein können. Während die meisten Magengeschwüre durch eine chronische Infektion des Bakteriums Helicobacter pylori verursacht werden, können sie auch durch übermäßigen Alkoholkonsum oder längere Einnahme von nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAR) verursacht werden. In diesen Fällen ist schwarzer Durchfall oft ein Hinweis auf ein Magengeschwür, das zu bluten begonnen hat.
Gastritis ähnelt einem Magengeschwür, wird aber allgemeiner als Entzündung der Magen-Darm-Schleimhaut definiert. Viele Umstände, die Magengeschwüre verursachen, können auch Gastritis verursachen, insbesondere Alkohol und NSAIDs, aber Gastritis kann sich auch aufgrund von Stress, bestimmten Autoimmunerkrankungen oder einer Operation manifestieren. Insbesondere chronische Gastritis kann mit Morbus Crohn, Leberkomplikationen oder Nierenversagen einhergehen. Eine längere oder schwere Entzündung der Magenschleimhaut kann schließlich zu Blutungen und in der Folge zu schwarzem Durchfall führen.
Übermäßiges Erbrechen oder Husten, speziell bekannt als Mallory-Weiss-Syndrom, kann zu einem Riss im oberen Gastrointestinaltrakt führen, insbesondere an der Verbindungsstelle zwischen Magen und Speiseröhre. Das schwere, heftige Würgen, das beim Mallory-Weiss-Syndrom auftritt, ist am häufigsten mit der Beseitigung von Essstörungen und Alkoholismus verbunden, aber jeder Umstand, der akutes Erbrechen beinhaltet, kann zu diesem Zustand führen. Im Allgemeinen entdecken Patienten den Riss in ihrer Speiseröhre durch Husten oder Erbrechen von Blut, aber schwarzer Durchfall ist auch ein Zeichen für eine Blutung, die einfach in die entgegengesetzte Richtung geflossen ist.
Bestimmte Lebensmittel können auch eine gutartige Farbveränderung des Stuhls verursachen, wie beispielsweise übermäßiger Verzehr von schwarzem Süßholz oder Lebensmittel mit einer hohen Konzentration an Tierblut. Eisenpräparate können auch dazu führen, dass der Stuhl schwarz oder manchmal grünlich wird. Wismutsubsalicylat, eine Chemikalie, die am häufigsten zur Behandlung von Verdauungsstörungen verwendet wird, kann aufgrund einer Reaktion mit im Magen-Darm-System vorhandenen Schwefel auch zu einer harmlosen Farbveränderung zu schwarzem Stuhl führen. In diesen Fällen führt das Medikament oder die Nahrung dazu, dass der Stuhl von Natur aus schwarz wird; der Durchfall ist höchstwahrscheinlich unabhängig von dieser Farbänderung und wird durch einen anderen Faktor verursacht.