Wie alle Gewebe, die auf eine vaskuläre Versorgung angewiesen sind, sind Muskeln für den Sauerstofftransport auf rote Blutkörperchen angewiesen. Rote Blutkörperchen wiederum sind auf ein Sauerstofftransportprotein namens Hämoglobin angewiesen, um Sauerstoff zu transportieren an alle Körperteile.
Hämoglobin ist ein Tetramer, d. h. ein Protein, das aus vier Untereinheiten besteht. Hämoglobin enthält auch vier Cofaktoren, die Häm genannt werden, eine ringförmige Struktur mit einem Eisenatom in der Mitte. Eisen bindet Sauerstoff reversibel, sodass Hämoglobin Sauerstoff in der Lunge aufnehmen und in das Gewebe abgeben kann, wo er benötigt wird.
Herz- und Skelettmuskeln enthalten auch ein Protein namens Myoglobin, das Sauerstoff stärker bindet als Hämoglobin. Myoglobin versorgt das Herz und die Skelettmuskulatur mit einer Sauerstoffreserve; Dies ist praktisch bei kurzen körperlichen Aktivitäten.