Alcune porfirine legate al ferro costituiscono l'eme; proteine contenenti gruppi eme, definite emoproteine, sono di grande interesse biochimico. Il ferro contenuto nell'emoglobina permette di legare l'ossigeno per essere poi reso disponibile a livello dei vari distretti cellulari. La mioglobina è un'altra emoproteina utilizzata per il trasporto dell'ossigeno, ma piuttosto che essere diffusa in tutto l'organismo è presente a livello significativo nel muscolo e possiede particolari proprietà. I citocromi sono altre importanti biomolecole contenenti ferro e adibite a varie funzioni legate all'utilizzo dell'ossigeno.