高温（＞47℃）或大面积烧伤可损伤红细胞，出现椭圆形红细胞增高和渗透性脆性增高。溶血在烧伤后24小时内发生，可能为高温直接作用于循环的红细胞，而在24小时以后发生，可能为输注库存血中含有同种凝集素（尤其抗‐A）所引起。溶血‐尿毒综合征、血栓性血小板减少性紫癜（TTP）、弥散性血管内凝血、血管瘤、恶性高血压、肺动脉高压、子痫等均可引起红细胞机械性损伤，产生所谓微血管病性溶血性贫血。人工心脏瓣膜术后最常见的血液并发症为溶血。人工主动脉瓣手术后溶血多见，而人工二尖瓣手术后则少见，这与主动脉血流速度快有关。血管内溶血可造成铁丧失。溶血一般发生在术后数天至2～3周内。引起非免疫性溶血性贫血的化学物质可分为氧化剂类和非氧化剂类。氧化剂类毒物可参阅“高铁血红蛋白病和硫血红蛋白血症”，非氧化剂毒物有砷化氢、铝、铜、高浓度氧、氯酸盐。砷化氢为无色气体，大量吸入后95%～99%以非挥发形式和血红蛋白相结合。砷化氢中毒后症状发展很快，潜伏期一般为2～24小时。典型表现为腹痛、血红蛋白尿和黄疸，继而发生肾衰竭。可采取血浆置换治疗，急性肾衰竭尽早血液透析。铜中毒可发生血管内溶血，已在人体、实验动物和体外试验研究证实。有误食硫酸铜和长期使用铜制管道进行血透而致铜体内累积中毒的报道。大量的铜可抑制葡萄糖‐6‐磷酸脱氢酶的活性，使还原型辅酶Ⅱ（NADPH）和还原型谷胱甘肽（GSH）减少，血红蛋白易被氧化，致使红细胞容易破坏。血浆置换可治疗肝豆状核变性（Wilson病）所致的溶血性贫血。除药物、感染及理化因素外，一些生物毒亦可引起溶血性贫血。有蜜蜂、黄蜂、褐皮花蜂和棕花蜂叮咬后发生溶血的血红蛋白尿的报道。眼镜蛇蛇毒在体外可溶解红细胞，但临床所见眼镜蛇咬伤的17例患者仅3例发生轻至中度溶血性贫血。蛇毒首先产生凝血异常，进一步导致微血管病性溶血性贫血。