a Hemoglobin, mint az oxigén hordozója, nagyjából 65-ször annyi oxigént hordoz, mint amit egyébként egyszerű plazmaoldat szállítana. A molekula konformációs eltolódása kooperatív oxigén-hemoglobin affinitást indukál. Ez a tulajdonság tükröződik az oxigén-hemoglobin disszociációs görbe szigmoid alakjában. A hemoglobin affinitását a hőmérséklet, a hidrogénionok, a szén-dioxid, az intraeritrocitikus 2,3-DPG befolyásolja, mindezek a tényezők kölcsönösen befolyásolják egymást. A hemoglobin-oxigén affinitás eltolódásával járó fiziológiai állapotok: oxigénfelvétel a tüdőben, oxigénszállítás a kapillárisokban, különösen oxigénszállítás a dolgozó izomban, diaplacentális oxigénátadásés az eritropoézis szabályozása. A Hemoglobin-oxigén affinitás patológiás jelentőséggel bír az oxigénellátás szempontjából a légzőszervi vagy metabolikus alkalózis során, amikor az egyén hemodinamikai és szöveti válaszai korlátozottak: a megnövekedett affinitás kritikusan csökkentheti a kapilláris oxigénfeszültségét. A Methemoglobin és a szén-monoxid balra tolja az oxigén disszociációs görbét, így mindkét anyaggal való mérgezés csökkenti mind a teljes oxigénkapacitást, mind a fennmaradó hemoglobin oxigénellátását, amely képes megkötni az oxigént. A methemoglobin és a szén-monoxid hatását figyelembe kell venni az ittas áldozatok intenzív kezelésében. A nagy mennyiségű tárolt vörösvértestek transzfúziója, amelyek hemoglobinja nagy affinitást mutat, kényszerítheti a kapilláris oxigénfeszültségét, különösen károsodott szívműködésű betegeknél. A krónikus vesebetegségben és vérszegénységben szenvedő betegek csökkent oxigén affinitását meg kell őrizni az acidotikus plazma pH növekedésének elkerülésével. az újszülöttben a hemoglobin fiziológiailag nagy affinitással rendelkezik az oxigénhez; az újszülött hemodinamikai tartaléka korlátozott. Ezért a hemoglobintartalom döntő szerepet játszik az oxigénszállítási kapacitásban az extrauterin élet kezdeti hónapjaiban. Következésképpen a vörösvértest-transzfúziót sokkal korábban el kell kezdeni az újszülött műtét során, mint felnőtteknél. A vörösvértesteknek frissnek kell lenniük, vagy legjobb esetben “megfiatalodnak”. Normális esetben az oxigén affinitás nem releváns az oxigénellátás szempontjából, de az oxigén-hemoglobin disszociációs görbe helyzete kritikus tényező lehet a fent leírt helyzetekben, különösen akkor, ha a véráramlás emellett korlátozott.