Dentro de cada glóbulo rojo hay millones de moléculas de . En los pulmones, donde la presión de oxígeno es alta, el hierro de la hemoglobina lo une de manera reversible. La sangre lo lleva por arterias y capilares; en tejidos con menos oxígeno, más dióxido de carbono y mayor acidez, la hemoglobina lo libera con facilidad. El gas difunde entonces hasta las células, que lo usan en las mitocondrias para obtener energía. Solo una pequeña fracción viaja disuelta directamente en el plasma. La forma bicóncava y flexible de los glóbulos rojos aumenta su superficie y les permite atravesar capilares más estrechos que ellos.