L'emoglobina è presente in tutti i globuli rossi dell'organismo umano, ed è la molecola che gioca il ruolo più importante nel trasporto dell'ossigeno e dell'anidride carbonica. Siccome le sue caratteristiche magnetiche variano a seconda dell'ossigenazione della molecola (effetto "BOLD"), essa agisce come mezzo di contrasto "intrinseco" cioè naturalmente presente nel corpo. Questa proprietà viene sfruttata per visualizzare le aree di tessuto ossigenate o meno, principalmente nella risonanza magnetica funzionale.