La hemoglobina como vehículo para el oxígeno transporta aproximadamente 65 veces el volumen de oxígeno que de otro modo se transportaría por solución simple en plasma. Los cambios conformacionales de la molécula inducen una afinidad cooperativa de oxígeno-hemoglobina. Esta propiedad se refleja en la forma sigmoidal de la curva de disociación oxígeno-hemoglobina. La afinidad de la hemoglobina se ve afectada por la temperatura, los iones de hidrógeno, el dióxido de carbono y el 2,3-DPG intraeritrocítico, con todos estos factores que se influyen mutuamente. Las condiciones fisiológicas asociadas con los cambios en la afinidad hemoglobina-oxígeno son la captación de oxígeno en el pulmón, la entrega de oxígeno en los capilares y, en particular, la entrega de oxígeno en el músculo de trabajo, la transferencia de oxígeno diaplacentario y la regulación de la eritropoyesis. La afinidad hemoglobina-oxígeno alcanza un significado patológico para el suministro de oxígeno durante la alcalosis respiratoria o metabólica cuando las respuestas hemodinámicas y tisulares del individuo son limitadas: el aumento de la afinidad puede reducir críticamente la tensión capilar de oxígeno. La metahemoglobina y el monóxido de carbono desplazan la curva de disociación de oxígeno hacia la izquierda, de modo que la intoxicación con ambas sustancias reduce la capacidad total de oxígeno y la entrega de oxígeno de la hemoglobina restante capaz de unirse al oxígeno. Este efecto de la metahemoglobina y el monóxido de carbono debe considerarse en la atención intensiva de víctimas intoxicadas. Las transfusiones de grandes volúmenes de glóbulos rojos almacenados, cuya hemoglobina muestra una alta afinidad, pueden reducir la tensión de oxígeno capilar, especialmente en pacientes con deterioro del rendimiento cardíaco. La baja afinidad al oxígeno de los pacientes con enfermedad renal crónica y anemia debe preservarse evitando un aumento del pH plasmático acidótico. En el neonato, la hemoglobina posee una alta afinidad fisiológica por el oxígeno; la reserva hemodinámica del neonato es limitada. Por lo tanto, el contenido de hemoglobina juega un papel crucial en la capacidad de transporte de oxígeno durante los primeros meses de vida extrauterina. En consecuencia, la transfusión de glóbulos rojos debe iniciarse mucho antes en la cirugía neonatal que en los adultos. Los glóbulos rojos deben estar frescos o, en el mejor de los casos, «rejuvenecidos». Normalmente, la afinidad por el oxígeno no es relevante para el suministro de oxígeno, pero la posición de la curva de disociación oxígeno-hemoglobina puede ser un factor crítico en las situaciones descritas anteriormente, particularmente cuando el flujo sanguíneo está restringido adicionalmente.