Kemampuan hemoglobin dalam mengangkut oksigen terjadi melalui proses pengikatan oksigen oleh hemoglobin. Pada saat darah mengalir melalui paru-paru, oksigen akan menyusup ke dalam darah melalui proses difusi. Kemudian, hemoglobin akan mengikat oksigen tersebut sehingga dapat dibawa ke seluruh tubuh. Di dalam sel-sel tubuh, oksigen tersebut akan dilepaskan dari hemoglobin dan digunakan untuk proses hidrolisis seluler, sementara karbondioksida yang terbentuk dari proses tersebut akan dikeluarkan melalui ekspirasi.