È una proteina globulare contenente ferro, capace di trasportare sino a quattro molecole di ossigeno. È presente all'interno degli eritrociti in misura pari a circa 260 milioni di molecole per eritrocita. Ciascun eritrocita è quindi composto per circa un 30% da emoglobina.
La molecola di emoglobina è formata da 4 globine (2 catene proteiche alfa e 2 catene proteiche beta) ciascuna legata ad un anello eme (non proteico). Ciascun eme contiene uno ione di ferro (Fe-) capace di legare una molecola di ossigeno. Ecco spiegato perché ciascuna molecola di emoglobina può trasportare sino a 4 molecole di ossigeno.
Il meccanismo che lega e rilascia ossigeno è assoggettato alla pressione parziale di ossigeno, al PH ematico (il rilascio aumenta in ambiente acido, come quello dei muscoli al lavoro), alla temperatura (anche in questo caso il rilascio aumenta all'aumentare della temperatura, e i muscoli al lavoro hanno temperature più elevate) ed alla concentrazione di 2,3-difosfoglicerato.
Da un punto di vista atletico, l'aumento di emoglobina, comporta un aumento di ematocrito e un migliore trasporto dell'ossigeno, con incremento delle prestazioni aerobiche e della fase di recupero.
Generalmente l'emoglobina cede ai tessuti solo il 25% dell'O2 trasportato. In situazioni di forte lavoro, o impegno sportivo, la percentuale può salire sino al 50% e, il flusso sanguigno, può triplicare19.
Un fattore estremamente importante è legato al rapporto fra il volume ematico e la concentrazione di emoglobina. All'aumentare del primo (che può avere incrementi di 1/4 anche dopo pochissimi giorni di allenamento) la quantità di emoglobina resta costante o aumenta in misura non proporzionale. Quindi la sua concentrazione diminuisce20. Anche fra atleti di sesso diverso è possibile riscontrare concentrazioni differenti, di norma nel sesso femminile si rileva un 10% in meno nella concentrazione di emoglobina.