酸素を運ぶ血液赤血球に含まれるヘモグロビンは酸素と結合する。酸素の多い肺胞の毛細血管で酸素と結合し、酸素の少ない末梢組織の毛細血管で酸素を放出する。この性質が、肺で取り込んだ酸素を組織へ供給することに関わる。Hbによる酸素の結合と放出肺側の代表的な条件で酸素がHbに結合し、血液で運ばれ、組織側でHbから放出される。鉄を含むヘムをHbの一部として示す模式図で、ヘムの総数、結合部位数、結合率を示さない。結合・放出の矢印と血液による運搬の矢印は別の線幅・矢印形で分けた。可逆的であり、Hbが酸素を作る、または消費する反応ではない。