Sauerstoff wandert durch den menschlichen Körper, indem er in einem speziellen Molekül in Blutzellen, dem Hämoglobin, an das Eisen gebunden wird. Dies ist notwendig, da sich Sauerstoff im Gegensatz zu Kohlendioxid nur sehr schlecht in Wasser löst. Trotzdem verwenden einige Organismen mit sehr langsamem Stoffwechsel, wie Seesterne, nur Wasser, um Sauerstoff in ihrem Körper zu transportieren, während andere Kupfer anstelle von Eisen verwenden, um Sauerstoff in ihrem Blut zu binden.
Verschiedene Gase haben unterschiedliche Löslichkeiten in Wasser, der Hauptflüssigkeit im Blut. Der ganze Zweck der roten Blutkörperchen beim Menschen und anderen Wirbeltieren besteht darin, Sauerstoff zu transportieren, der sich sehr schlecht in Wasser auflöst. Die Löslichkeit von Gasen nimmt mit der Temperatur ab, sodass das Wasser im Blut noch weniger Sauerstoff enthält als das kältere Wasser eines Ozeans oder Sees. Da Sauerstoff für den aeroben Stoffwechsel unerlässlich ist, benötigen Tiere mit einem schnelleren Stoffwechsel einen Weg, um mehr Sauerstoff in ihre Zellen zu bringen, als die Auflösung in Wasser liefern würde.
Das Eisen im Hämoglobin bietet einen Ort, an dem sich Sauerstoff binden kann, wodurch eine neue chemische Verbindung entsteht, anstatt sich in Wasser aufzulösen. Der Rest des Hämoglobinmoleküls, bestehend aus vier Peptiden, kontrolliert, was an das Eisen bindet und hilft auch, es leicht freizusetzen.
