È una proteina coniugata tetramerica solubile, pesante circa 64.000 dalton. Le catene del tetramero fisiologicamente sono a due a due uguali (vedi emoglobinopatia per le aberrazioni): due appartenenti alla classe α (in giallo nella figura) e due alla classe β (in rosso). Del gruppo α fanno parte le catene α1, α2 e ζ mentre del gruppo β fanno parte le catene β, Aγ, Gγ (queste due molto simili per struttura ed espressione), δ, e infine ε. Nell'uomo i geni delle catene α si trovano sul cromosoma 16 e sono intervallati da 2 pseudogeni, mentre quelli del gruppo β sono sul cromosoma 11 con interposto un unico pseudogene.