Sauerstoffreiches Blut wird mit Sauerstoff aus der Lunge gefüllt. Im Gegensatz dazu wurde dem sauerstoffarmen Blut der größte Teil seines Sauerstoffs entzogen und kehrt in die Lunge zurück, um wieder mit Sauerstoff versorgt zu werden.
Sauerstoff wird in den roten Blutkörperchen durch eine Verbindung namens Hämoglobin transportiert, die in der Lage ist, bis zu vier Sauerstoffmoleküle zu binden und Oxyhämoglobin zu bilden. Jedes rote Blutkörperchen enthält große Mengen dieses Moleküls, wodurch es weit mehr Sauerstoff mit sich herumtragen kann, als erforderlich ist, um sicherzustellen, dass das Angebot immer die Nachfrage deckt. Blut wird nie wirklich sauerstoffarm in dem Sinne, dass der gesamte Sauerstoff entfernt wird. Wenn sauerstoffreiches Blut das Gewebe erreicht, gibt Hämoglobin in einer reversiblen Reaktion Sauerstoffmoleküle ab. Die ersten paar Sauerstoffmoleküle sind viel einfacher zu entfernen als die letzten beiden, wodurch ein Freisetzungsgradient entsteht. Die Farbe des Blutes ändert sich von hellrot, wenn es mit Sauerstoff angereichert ist, zu dunkelrot, wenn der Sauerstoff entfernt wurde, um vom Körper verwendet zu werden.
