La loro funzione è principalmente quella di trasportare ossigeno ed una piccola frazione dell'anidride carbonica prodotta dal metabolismo (20% circa); il resto raggiunge i polmoni sciolta nel plasma sotto forma di carbonati, ma l'emoglobina in essi contenuta, insieme al suo sale (emoglobinato di K), (Hb è l'acido, KHb è il sale) impedisce brusche variazione del pH del sangue.