La enzima lactato deshidrogenasa (LDH) se halla ampliamente distribuida en los tejidos, especialmente en el corazón, el hígado, los músculos y los riñones. La LDH sérica puede dividirse en cinco isoenzimas diferentes, discernibles a partir de su movilidad electroforética. Cada isoenzima es un tetrámero compuesto de dos subunidades diferentes. Estas subunidades corresponden al corazón y músculo, de acuerdo a sus cadenas de polipéptidos. Existen dos homotetrámeros, la LDH‑1 (corazón) y la LDH‑5 (músculos), así como tres isoenzimas híbridas. En condiciones patológicas, la actividad de la LDH medida en suero depende de las isoenzimas que llegan al plasma desde los tejidos, la tasa de eliminación de las isoenzimas y sus subunidades 

Una actividad elevada de la LDH sérica se ha observado en una variedad de enfermedades. Los niveles más altos se observan en pacientes con anemia megaloblástica (hasta 50 veces el límite superior de referencia), carcinoma diseminado, sepsis y otras causas de shock (debido a daños en múltiples órganos). Se produce un aumento moderado en los trastornos musculares, el síndrome nefrótico y la cirrosis. Se ha constatado un aumento ligero de la actividad de la LDH en el infarto de miocardio o pulmonar, la leucemia, la anemia hemolítica y la hepatitis no vírica. Debido a su amplia distribución tisular y a su falta de especificidad tisular para el uso diagnóstico, la medición de la LDH sérica es relevante en indicaciones generales como la hematología y la oncología. La LDH se utiliza de forma rutinaria como marcador de hemólisis en la enfermedad de células falciformes, junto con el recuento elevado de reticulocitos, concentraciones elevadas de bilirrubina no conjugada y aspartato aminotransferasa, así como una concentración disminuida de haptoglobina sérica. Si bien ninguno de estos parámetros constituye un marcador específico de la hemólisis, la LDH se ha considerado el biomarcador más relevante de la hemólisis y se ha propuesto como marcador diagnóstico y pronóstico de las complicaciones agudas y crónicas de la drepanocitosis. Se ha demostrado que la LDH tiene importancia pronóstica en diversos tipos de tumores, incluidos el cáncer de páncreas, el cáncer de pulmón, el carcinoma tímico avanzado, el osteosarcoma, el carcinoma de células renales, el cáncer colorrectal, el melanoma, el cáncer de próstata, el cáncer de vejiga y el cáncer urológico. Como marcador bioquímico de la carga tumoral, la LDH se ha incorporado en varias puntuaciones de pronóstico y en la estadificación de varios tipos de cáncer (p. ej., carcinoma de células renales, melanoma y cáncer colorrectal).