L'hémoglobine confère sa couleur rouge aux globules rouges. La structure de l'hémoglobine est composée de quatre sous-unités, chacune contenant un groupe hème. 

Chaque groupe hème contient un atome de fer au centre, qui se lie à une molécule d'oxygène. Ainsi, une molécule d'hémoglobine peut transporter jusqu'à quatre molécules d'oxygène. Lorsque l'oxygène se lie à l'hémoglobine dans les poumons, la molécule devient oxygénée (oxyhémoglobine), ce qui lui donne une couleur rouge éclatante. 

Lorsque l'hémoglobine transporte le dioxyde de carbone des tissus vers les poumons, elle forme la carboxyhémoglobine, qui a une couleur plus sombre.