El O2 es transportado en la sangre principalmente de dos maneras.
- Disuelto en el plasma.
- Unido a la hemoglobina (Hb), formando la oxihemoglobina (oxiHb).
Únicamente en torno al 1,5% del O2 es transportado disuelto en el plasma, mezclado directamente con el líquido sanguíneo. Es decir, la mayor cantidad del O2 se transporta en forma de oxiHb.
La Hb es un complejo de proteínas de gran tamaño, ubicado dentro de los eritrocitos. Está formado por cuatro cadenas polipeptídicas. Cada una de ellas contiene un grupo hemo con una molécula de hierro en su interior. Estos grupos son las estructuras de unión al O2. Ya que cada Hb contiene cuatro grupos hemo, a cada una se pueden unir cuatro moléculas de O2. En cada eritrocito hay aproximadamente 250 millones de moléculas de Hb. Esto significa que un glóbulo rojo puede llevar mil millones de moléculas de O2. Ya que en un microlitro de sangre hay aproximadamente 5 millones de eritrocitos, y que en el cuerpo hay de 4 a 6 litros de sangre, en el cuerpo tenemos unos 25 billones de moléculas de O2.