我们知道，人身体内部的组织细胞需要不断地获取氧，并将代谢过程中产生的二氧化碳排出，这样才能维持生命活动。那么，组织细胞是怎样获取氧和怎样排走二氧化碳的呢?
原来，为组织细胞运送氧的是血液中的红细胞。红细胞漂浮于血浆中在血管内流动，周而复始地循环着，从不停顿。以成年人为例，血液在体内运行一周只需要10～26秒钟，它这样快速不停地流动，主要任务之一是为了运送氧到各个组织细胞，同时带走组织细胞所产生的二氧化碳。
红细胞之所以能够携带并运送氧，是因为它含有血红蛋白。血红蛋白既能与氧迅速结合，也能与氧迅速解离，当血液流经肺部的毛细血管时，由于那里的氧分压高，氧与血液中的血红蛋白便结合形成鲜红色的氧合血红蛋白；当血液流经组织中的毛细血管时，由于那里的氧分压低，较多的氧合血红蛋白又迅速离解成为血红蛋白和氧，于是离解出来的氧进入组织，供组织细胞利用。
组织细胞代谢所产生的二氧化碳约有90％是通过红细胞运走的。其中70％左右.的二氧化碳在红细胞内，形成碳酸氢盐，其余20％左右的二氧化碳在组织中与还原血红蛋白结合成为氨基甲酸血红蛋白。当血液流经肺部时，由于肺泡中的二氧化碳分压低，血液中的碳酸氢盐变为碳酸而又分解为水和二氧化碳，所生成的二氧化碳随即通过血浆和毛细血管壁向肺泡扩散，然后呼出体外；而经氨基甲酸血红蛋白运输的二氧化碳在肺部氧分压高的情况下，血红蛋白与氧结合促进了二氧化碳的释放，释放出的二氧化碳也经肺泡排出体外。总之，在肺部氧和血红蛋白的结合，有利于二氧化碳的释放，在组织内氧合血红蛋白中氧的释放，有利于与二氧化碳结合。
红细胞中血红蛋白与氧结合能力减低时，会导致各种症状。例如，患贫血的人由于血红蛋白减少，红细胞携带氧的能力差，因而造成机体种种缺氧症状；患严重肺部炎症、肺气肿的人，由于氧与血红蛋白结合的量减少，于是在毛细血管丰富的体表如口唇、指甲等处呈现出紫色而非鲜红色；一氧化碳中毒时，由于一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大200多倍，从而影响了血红蛋白与氧的结合，造成组织缺氧甚至危及生命。一氧化碳与血红蛋白结合后呈桃红色，所以一氧化碳中毒者在毛细血管丰富的体表呈桃红色而不呈鲜红色或紫色。