氧气在血液中的运输主要通过红细胞内的血红蛋白来完成。血红蛋白是一种能够与氧结合的蛋白质，每个血红蛋白分子可以携带四个氧分子。当血液流经肺部时，肺泡中的高浓度氧气会扩散到血液中，并与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白。随着心脏将富含氧气的血液泵送到全身各处，氧合血红蛋白就会释放氧气给组织细胞以供其使用。
此外，一小部分溶解在血浆中的氧气也能直接参与运输，但这一比例非常小（大约只有1.5%），大部分氧气还是依赖于与血红蛋白结合的方式进行运输。当人体组织消耗氧气后，血液返回心脏和肺部时，其中的氧含量会降低，此时低氧环境促使更多的氧气从肺泡扩散进入血液中，完成一个循环。
这种高效的氧气运输机制保证了人体各部位都能获得足够的氧气供应，以维持正常的生理功能。
