血红蛋白是红细胞的主要成份，是人体内负责运载氧的一种蛋白质，它在氧含量高的地方与氧结合，在氧含量低的地方易与氧分离，血红蛋白这一特性，使红细胞具有运输氧的功能。血红蛋白是使血液呈红色的蛋白质（因为血红蛋白中有二价铁离子，与氧结合则氧化为三价，呈红色），每一血红蛋白分子由一分子的珠蛋白和四分子亚铁血红素组成，珠蛋白约占96％，血红素占4％。其功能是运输氧和二氧化碳，维持血液酸碱平衡。
【血红蛋白运载氧气的原理】
首先一个氧分子与血红蛋白四个亚基中的一个结合，与氧结合之后的珠蛋白结构发生变化，造成整个血红蛋白结构的变化，这种变化使得第二个氧分子相比于第一个氧分子更容易寻找血红蛋白的另一个亚基结合，而它的结合会进一步促进第三个氧分子的结合，以此类推直到构成血红蛋白的四个亚基分别与四个氧分子结合。而在组织内释放氧的过程也是这样，一个氧分子的离去会刺激另一个的离去，直到完全释放所有的氧分子，这种有趣的现象称为协同效应。血红蛋白的四级结构对其运氧功能有重要意义，它能从肺携带氧经由动脉血运送给组织，又能携带组织代谢所产生的二氧化碳经静脉血送到肺再排出体外。
【血红蛋白增多】
一 相对性增多：
由于某些原因使血浆中水分丢失，血液浓缩，使红细胞和血红蛋白含量相对增多。如连续剧烈呕吐、大面积烧伤、严重腹泻、大量出汗等；另见于慢性肾上腺皮质功能减退、尿崩症、甲状腺功能亢进等。
二 绝对性增多：
由各种原因引起血液中红细胞和血红蛋白绝对值增多，多与机体循环及组织缺氧、血中促红细胞生成素水平升高、骨髓加速释放红细胞有关。
（1）生理性增多：见于高原居民、胎儿和新生儿、剧烈劳动、恐惧、冷水浴等。
（2）病理性增多：由于促红细胞生成素代偿性增多所致，见于严重的先天性及后天性心肺疾病和血管畸形，
如阻塞性肺气肿、肺源性心脏病、携氧能力低的异常血红蛋白病等。
【血红蛋白减少】
一般成年男性血红蛋白＜120g/L,成年女性血红蛋白＜110g/L（成人男性血红蛋白正常值为120－160g/L，成人女性血红蛋白正常值为110－150g/L）为贫血，根据血红蛋白减低的程度贫血可分为四级。轻度：血红蛋白＞90g/L、中度：血红蛋白90～60g/L、重度：血红蛋白60～30g/L、极度：血红蛋白＜30g/L。
一 生理性减少：
3个月的婴儿至15岁以前的儿童，因生长发育迅速而致造血原料相对不足，红细胞和血红蛋白可较正常人低10％～20％。妊娠中、后期由于孕妇血容量增加使血液稀释，老年人由于骨髓造血功能逐渐减低，均可导致红细胞和血红蛋白含量减少。
二 病理性减少：
（1）红细胞生成减少所致的贫血：
A 骨髓造血功能衰竭——再生障碍性贫血、骨髓纤维化等伴发的贫血。
B 因造血物质缺乏或利用障碍引起的贫血：如缺铁性贫血、铁粒幼细胞性贫血、叶酸及维生素B12缺乏
所致的巨幼细胞性贫血。
（2）因红细胞膜、酶遗传性的缺陷或外来因素造成红细胞破坏过多导致的贫血，如遗传性球形红细胞增多
症、地中海性贫血、异常血红蛋白病、免疫性溶血性贫血、生物因素等引起的溶血性贫血。
（3）失血：急性失血或消化道溃疡、钩虫病等慢性失血所致的贫血。
【一氧化碳的毒理作用】
在正常情况下，当氧气进入血液后，即与红细胞中的血红蛋白结合，形成氧合血红蛋白，随著血液循环、氧合血红蛋白流至周身各处将氧释出，组织细胞即得到充足的氧气。但是当一氧化碳被吸入后，它捷足先登，先於氧气与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白(又称一氧化碳血红蛋白)。此时血液循环虽在进行，但血液中充满著碳氧血红蛋白，这种碳氧血红蛋白是不能携带氧气的，时间一久，组织细胞缺氧症状便十分明显，最后人体因严重缺氧窒息造成死亡。
