Hemoglobin, solunum organı olan akciğerden dokulara oksijen, dokulardan ise akciğere karbondioksit taşıyan, protein yapısında organik bir moleküldür. Eritrosit olarak adlandırılan kırmızı kan hücrelerinin içinde bulunur ve kana asıl rengini veren moleküldür. Her bir hemoglobin molekülü yapısında, oksijeni taşıyan dört tane +2 değerlikli demir atomu, bu atomlara bağlı dört tane hem molekülü ve her demir atomuna bağlı bir globin molekülü bulundurur. Hemoglobinin başlıca sentezlendiği yer, eritrosit üretiminin gerçekleştiği kemik iliğidir. Yaşa ve cinsiyete göre küçük farklılıklar olsa da, kanda belli bir sınır değerinin altında bulunmasına anemi, belli bir değerden yüksek miktarda bulunmasına ise polisitemi denir.

Hemoglobin molekülü O₂ ve CO₂ taşınmasında görev alır ve vücudun en önemli tamponudur. Hemoglobindeki Fe²⁺'in bağ sayısı 6'dır ve bu koordinasyon yerlerinin dört tanesi pirol halkasının azotu tarafından işgal edilir, beşincisi globin molekülünde bulunan histidinin imidazol azotu, altıncı koordinasyonuna ise su molekülü bağlanır. İlk beş bağda herhangi bir kopma olmazken, altıncı bağ olan suyun koparak yerine O₂ geçmesiyle oksihemoglobin adı verilir. Her bir demir atomuna bir oksijen molekülü bağlanır ve her hemoglobin molekülünde dört hem grubu bulunduğuna göre, her hemoglobin molekülü dört oksijen taşır. Hemoglobin, vücutta oksijeni oksihemoglobin formunda taşıyarak dokulara getirir. Burada hemoglobinin oksijeni yerine CO₂ ile yer değiştirmesiyle karbaminohemoglobin (karbhemoglobin) meydana gelir. Bu molekül dayanaksız bir bileşiktir.

Hemoglobin, eritrositlerin kemik iliğinde üretilmesi ile kan dolaşımına geçer ve 120-130. günde karaciğer, dalak ve kemik iliğindeki retiküloendotelyal sistem hücreleri tarafından yıkıma uğrar. Hemoglobinin yıkım süreci üç aşamada gerçekleşir:

Bu süreç, vücudun hemoglobini etkin bir şekilde geri dönüştürmesini sağlar. Yenilenme süreci ise, kemik iliğinde yeni eritrositlerin üretimi ile başlar. Eritrositlerin üretimi esnasında, hemoglobin molekülleri de sentezlenir ve bu döngü sürekli olarak devam eder.

Hemoglobin sentezinde veya yapısında meydana gelen bozukluklar, çeşitli hastalıklara yol açabilir. Bu hastalıklar arasında en yaygın olanları şunlardır:

Sonuç olarak, hemoglobin sentezi ve işlevi vücudun oksijen ve karbondioksit taşınmasında hayati bir rol oynar. Hemoglobinin düzgün çalışması, sağlıklı bir yaşam sürdürmek için önemlidir. Hemoglobin bozuklukları erken teşhis ve tedavi edilmediğinde ciddi sağlık problemlerine yol açabilir.