La hemoglobina se sintetiza en los glóbulos rojos a través de una serie de pasos complejos en la mitocondria, el citosol y los ribosomas, donde la parte heme se produce por separado de las cadenas de globina. La hemoglobina tiene una estructura cuaternaria de cuatro subunidades, cada una compuesta de una cadena proteínica asociada con un grupo heme de hierro unido a la histidina. El hierro puede estar en estado ferroso, capaz de unir oxígeno, o férrico, incapaz de hacerlo.