Diferitele gaze au solubilitate diferită în apă, care este principalul fluid din sânge. Întregul scop al celulelor roșii din sânge la oameni și la alte vertebrate este să transporte oxigen, care se dizolvă foarte slab în apă. Solubilitatea gazelor scade cu temperatura, astfel încât apa din sânge transportă și mai puțin oxigen decât apa rece a unui ocean sau lac. Deoarece oxigenul este esențial pentru metabolismul aerobic, animalele cu metabolism mai rapid necesită o modalitate de a obține mai mult oxigen în celulele lor decât dizolvarea în apă ar oferi.
Fierul din hemoglobină oferă un loc pentru legarea oxigenului, creând un compus chimic nou, în loc să se dizolve în apă. Restul moleculei de hemoglobină, constând din patru peptide, controlează ceea ce se leagă de fier și, de asemenea, ajută la eliberarea rapidă.