I globuli rossi contengono una proteina chiamata emoglobina che raccoglie e rilascia ossigeno in risposta all'ambiente circostante. L'emoglobina è quella che viene chiamata "metalloproteina" perché incorpora gli atomi di ferro nella sua struttura. Questo ferro è caricato positivamente e si lega prontamente con l'ossigeno. In ambienti poveri di ossigeno, l'emoglobina rilascia l'ossigeno che trasporta e raccoglie l'anidride carbonica.
Quando l'emoglobina è esposta a concentrazioni elevate di ossigeno, come nei polmoni, si flette e espone i suoi atomi di ferro all'ossigeno. Dopo il legame con l'ossigeno, l'emoglobina viene trasportata dai globuli rossi in varie parti del corpo. Questi siti di destinazione sono poveri di ossigeno e il differenziale induce la proteina dell'emoglobina a liberarsi dell'ossigeno. Il ferro ionizzato viene quindi esposto e desideroso di legarsi al diossido di carbonio. L'emoglobina trattiene questo gas di scarico in modo sicuro fino a quando il globulo rosso viene trasportato nell'ambiente ricco di ossigeno dei polmoni, dove il ciclo si ripete e più ossigeno viene assorbito.
Circa il 25 percento delle cellule del corpo umano sono globuli rossi, con 2,4 milioni di essi prodotti ogni secondo. Ogni globulo rosso contiene circa 270 milioni di molecole di emoglobina, circola nel corpo una volta ogni 20 secondi e dura tra 100 e 120 giorni prima di rompersi.
