Bilirubin (BR) ist eine gelbe Verbindung, die im normalen katabolen Stoffwechselweg vorkommt, der bei Wirbeltieren Häm abbaut. Dieser Katabolismus ist ein notwendiger Prozess bei der körpereigenen Beseitigung von Abfallprodukten, die bei der Zerstörung gealterter oder abnormaler roter Blutkörperchen entstehen. Zunächst wird das Hämoglobin vom Hämmolekül befreit, das anschließend verschiedene Prozesse des Porphyrin-Katabolismus durchläuft, je nachdem, in welchem Körperteil der Abbau stattfindet. Beispielsweise unterscheiden sich die im Urin ausgeschiedenen Moleküle von denen im Kot. Die Produktion von Biliverdin aus Häm ist der erste große Schritt im katabolen Stoffwechselweg, danach führt das Enzym Biliverdinreduktase den zweiten Schritt durch und produziert Bilirubin aus Biliverdin.

Bilirubin wird über die Galle und den Urin ausgeschieden und erhöhte Werte können auf bestimmte Krankheiten hinweisen. Es ist für die Gelbfärbung von Blutergüssen und die Gelbfärbung bei Gelbsucht verantwortlich. Seine späteren Abbauprodukte, wie zum Beispiel Stercobilin, verursachen die braune Farbe des Kots. Ein anderes Abbauprodukt, Urobilin, ist der Hauptbestandteil der strohgelben Farbe im Urin.

Es wurde auch in Pflanzen gefunden.