Hemoglobinmolekylet binder seg til oksygenmolekyler i hemgruppene, spesielt til jernionene i hemen. Hvert hemoglobinmolekyl har fire hemgrupper, og hver hemgruppe kan binde ett oksygenmolekyl, noe som betyr at ett hemoglobinmolekyl kan bære opptil fire oksygenmolekyler. Dette muliggjør transport av oksygen fra lungene, hvor det lastes på hemoglobin i blodet til kroppsvev, hvor det avlastes via diffusjon av oksygen fra kapillærene inn i interstitialvæsken og deretter celler.
