Hemoglobinet har förmåga att ta upp och binda syre och att avge det; man talar om oxihemoglobin, dvs. syrsatt hemoglobin och deoxihemoglobin, reducerat hemoglobin, hemoglobin utan syre. Människans hemoglobin (molekylmassa 66 kDa) är uppbyggt av fyra polypeptidkedjor, tillsammans benämnda globin. Varje kedja är försedd med en järninnehållande molekyl