血红蛋白是脊椎动物体内运输氧气和二氧化碳的高通量分子工具，由四个亚基组成，两分子的α亚基和两分子β亚基，每个亚基连接一血红素，血红素含有二价铁离子，可逆的氧分子结合。当细胞中氧分子含量高时，与氧结合，生成三价铁;当细胞中氧分子含量低时，三价铁与氧分离，又形成二价铁。那么，氧与血红蛋白具体是怎样想结合的呢?
氧与血红蛋白的结合并不是简单的四分子氧全部、同时结合于血红蛋白分子上。首先，氧先与血红蛋白其中的一个亚基结合;然后血红蛋白分子结构发生变化，这种结构更有利于血红蛋白分子结合下一个氧分子;第二的氧分子的结合又会使第三个氧分子更容易与血红蛋白结合;以此类推，直到所有氧分子与血红蛋白的四个亚基完全结合。血红蛋白的氧结合曲线是非常平缓的，环境中氧含量的变化并不能促使人体内血红蛋白携带氧的能力发生变化。
脊椎动物的吸进体内的是氧气，呼出的是二氧化碳，健康人体内的氧与二氧化碳的水平处于动态平衡状态，这全靠血红蛋白在体内结合与分离氧气。那么血红蛋白在体内结合与分离氧的生理意义是什么呢?
蛋白质是由氨基酸链通过复杂的折叠和加工构成的高级结构才具有生物学功能，血红蛋白也不例外，它从肺部携带氧气分子到达需要氧气的组织，并释放氧，供组织新城代谢利用，然后又把组织产生的二氧化碳经静脉血运输到肺部排出体外。
生活于高原地区由于氧气稀薄，生物为了生存，必须增加体内血红蛋白的含量，运输等多的氧气，维持正常的生理健康。一般人体内血红蛋白含量低有可能是贫血导致。平时饮食方面多食用含铁量比较高的食物，比如动物内脏、菠菜等，及时补充维生素B12和矿物质等。