W płucnym obiegu krwi (małym), gdy przepływa ona przez naczynia włosowate płuc, to ulega procesowi utleniania, czyli wnikaniu tlenu do krwinek czerwonych. Wówczas tworzy się nietrwały kompleks z hemoglobiną (jasnoczerwona oksyhemoglibina). W ustrojowym obiegu - dużym – krew w naczyniach włosowatych, zasobna w jest tlen i przekazuje go do komórek, w których rozkładowi ulega połączenie hemoglobiny z tlenem. Powstający w komórkach dwutlenek węgla wnika do krwinek i osocza, a w nich wiązany jest na różne sposoby (m.in. do postaci karbaminohemoglobiny). Dwutlenek węgla w postaci związanej i jako gaz rozpuszczony w osoczu, wędruje dalej wraz z krwią.