Le cellule utilizzano l'ossigeno per il loro metabolismo (l'insieme dei processi che conducono alla produzione dell'energia); pertanto, tutte le condizioni in cui viene a mancare emoglobina nell'organismo, come una forte anemia (malattia del sangue caratterizzata da grave scarsità di globuli rossi o di emoglobina o di entrambi) e le malattie sistemiche (malattie che colpiscono interi organi o apparati), devono essere controllate con cura. In un organismo adulto sano ogni giorno sono prodotti circa 7 g di emoglobina, che vanno a compensare un'analoga quantità che, staccatasi dai globuli rossi, è eliminata dal fegato con formazione, tra l'atro di bilirubina, sostanza di rifiuto che viene immagazzinata nella bile. Negli adulti sono presenti tre tipi di emoglobina, diversi per struttura e detti rispettivamente emoglobina A (che rappresenta circa il 97% dell'emoglobina presente nei globuli rossi), emoglobina A2 ed emoglobina fetale (HbF). Si riscontrano, tuttavia, molte possibilità d'irregolarità nella struttura dell'emoglobina, da cui derivano numerose malattie, complessivamente note come emoglobinopatie. I valori normali nel sangue sono: per l'uomo 14,0 -18,0 g/dl, per la donna 12,0 -16,0 g/dl.