L'ossigeno viaggia attraverso il corpo umano essendo legato al ferro in una speciale molecola di cellule del sangue chiamata emoglobina. Ciò è necessario perché, a differenza del biossido di carbonio, l'ossigeno si dissolve molto male nell'acqua. Nonostante questo, alcuni organismi con metabolismi molto lenti, come le stelle marine, usano solo acqua per trasportare ossigeno nei loro corpi, mentre altri usano il rame anziché il ferro per legare l'ossigeno nel loro sangue.
Diversi gas hanno una diversa solubilità in acqua, che è il fluido principale nel sangue. L'intero scopo dei globuli rossi negli esseri umani e in altri vertebrati è di trasportare ossigeno, che si dissolve molto male in acqua. La solubilità dei gas diminuisce con la temperatura, quindi l'acqua nel sangue trasporta ancora meno ossigeno rispetto all'acqua più fredda di un oceano o di un lago. Poiché l'ossigeno è essenziale per il metabolismo aerobico, gli animali con metabolismo più veloce richiedono un modo per ottenere più ossigeno alle loro cellule rispetto a quello che la dissoluzione in acqua fornirebbe.
Il ferro contenuto nell'emoglobina fornisce un luogo dove l'ossigeno può legarsi, creando un nuovo composto chimico anziché dissolversi in acqua. Il resto della molecola dell'emoglobina, composta da quattro peptidi, controlla ciò che lega al ferro e aiuta anche a liberarlo prontamente.
