Gemoglobin murakkab tuzilgan oqsil-xromoproteiddir. Molekula og‘irligi 70000 ga teng. Eritrotsitlarning kislorodni o‘ziga biriktirib tashish xususiyati ularning tarkibidagi gemoglobin moddasiga bog‘liq. Gemoglobinning tarkibi 96% globin degan oqsil va shu oqsil bilan gistidin bog‘ orqali bog‘langan 4% gem (rangli modda) pigmentdan iborat-dir. Turli hayvonlar gemoglobinining tarkibidagi globin oqsilini aminokislotalar tarkibi turlicha bo‘ladi. Gemoglobinning faol (prostetik) guruhi - gem esa barcha hayvonlar uchun asosan bir xildir. Gem ikki valentli temir atomi bilan birikkan to‘rtta pirrol halqa-sidan tashkil topgan. Bu halkalarning ikkitasi kislotali, ikkitasi ishqoriy xususiyatga ega. Gemdagi temir atomi gemni globin bilan biriktiradi. Fiziologik gemoglobinlarning uch xili farq qilinadi: Birlamchi embrional gemoglobin – NvR, Fetal’ gemoglobin – Nv