Hemoglobin là protein được sử dụng trong máu của tất cả các động vật có xương sống để vận chuyển oxy từ phổi đến các mô trong cơ thể. Thành phần chính của máu là nước và vì oxy không hòa tan nhiều trong nước nên phải sử dụng protein, hemoglobin.
Ôxy liên kết với hemoglobin, có thể giải phóng ôxy cùng một lúc. Một phân tử hemoglobin bao gồm bốn chuỗi polypeptit. Các chuỗi bao gồm một nhóm heme, mỗi chuỗi chứa một ion sắt. Sắt là nơi xảy ra liên kết oxy và mỗi sắt có thể liên kết với một phân tử O2, có nghĩa là mỗi phân tử hemoglobin có thể liên kết với tổng cộng bốn phân tử O2.
Ở người bình thường, nồng độ hemoglobin đo được là 16 gam trên 100 mililít. Lượng hemoglobin quyết định lượng oxy có thể được vận chuyển. Khi tất cả các vị trí liên kết của các phân tử hemoglobin được lấp đầy bởi oxy, máu được coi là bão hòa 100%, khiến nó không thể mang oxy nữa. Nếu một mô bão hòa 70 phần trăm khi máu bão hòa 100 phần trăm, hemoglobin giải phóng oxy đến mô để lấp đầy 30 phần trăm còn lại. Cuối cùng, cơ thể tạo ra đủ hemoglobin để nó tự động cung cấp nhiều oxy hơn đến các mô đang sử dụng nhiều oxy hơn.