Der Sauerstoff transportierende Bestandteil des Blutes wird als Hämoglobin bezeichnet. Hämoglobin ist ein komplexes Protein, das in roten Blutkörperchen vorkommt und Sauerstoff von der Lunge zum Rest des Körpers transportiert. Es besteht aus vier Polypeptidketten, die jeweils zu einer Globindomäne gefaltet sind und eine Hämgruppe enthalten. Die Hämgruppe ist ein eisenhaltiger Porphyrinring, der an Sauerstoffmoleküle bindet. Wenn Hämoglobin mit Sauerstoff gesättigt ist, wird es Oxyhämoglobin genannt und hat eine leuchtend rote Farbe. Wenn es nicht mit Sauerstoff gesättigt ist, wird es Desoxyhämoglobin genannt und hat eine dunkelrote Farbe.