红细胞与血红蛋白红细胞是血液中数量最多的一种血细胞，同时也是脊椎动物体内通过血液将氧气从肺或鳃运送到身体各个组织的最主要的媒介。红细胞又被称为红细胞或血红细胞。哺乳动物的红细胞为扁平状，且两面中心都向内凹陷。这种形状可以最大限度的从周围摄取氧气。同时它还具有柔韧性，这使得它可以通过毛细血管，并释放氧分子。哺乳动物的红细胞基本为圆形，只有在骆驼中为椭圆形。红细胞的主要功能分子是血红蛋白，红细胞的 90%由血红蛋白组成。一个红细胞中含有约 2.7 亿个血红蛋白分子，每个血红蛋白分子由四条链组成，两条 α 链和两条 β 链，每一条链有一个包含一个铁原子的环状血红素，每个血红蛋白分子中含有 4 个血红素分子。氧气结合在铁原子上。因此血液中的红血球中共存储了约 3.5 克铁，比其他组织中的铁含量多 5 倍。血红蛋白是高等生物体内负责运载氧的一种蛋白质。在没有氧存在的情况下，四个亚基之间相互作用的力很强。氧分子越多与血红蛋白结合力越强。血红蛋白中铁能可逆地结合氧分子，取决于氧分压。它能从氧分压较高的肺泡中摄取氧，并随着血液循环把氧气释放到氧分压较低的组织中去，从而起到输氧作用。红细胞可以在肺部或鳃部与氧气分子结合，然后在身体的组织中将结合的氧气分子释放。氧气分子可以很容易地以扩散方式通过红细胞的细胞膜。血红蛋白也可以运送由机体使用氧气后产生的部分二氧化碳（不到氧气总量的 2%，更多的二氧化碳由血浆来运输）。此外，血红蛋白与一氧化碳的结合活性要远高于氧气，因此当空气中存在一定量的一氧化碳时，即使浓度很低也能优先和血红蛋白结合，血红蛋白失去携氧能力，致使通往组织的氧气流中断，导致一氧化碳中毒，严重时可因缺氧而致死。
