É uma proteína conjugada complexa de P.M. 64458 daltons. Constituída por 4 núcleos pirrólicos que conferem com vermelha à hemoglobina, ligados a uma protoporfirina. Esta protoporfirina é o heme. Estes núcleos são ligados a uma cadeia polipeptídica ( globina).
    Quatro heme  e quatro cadeias de globina ( que forma a globina) formam uma molécula de hemoglobina.
    O heme possui um átomo de ferro ( que tem que ser ferroso (Fe++) para exercer a função de ligação com o oxigênio).
    A globina é formada por 4 cadeias globínicas ( polipeptídeos). São sempre 2 cadeias idênticas, sendo então, sempre de 2 tipos diferentes para cada tipo de globina. A Hb A ( 97% das hemoglobinas ) possui 2 cadeias a (141 AA)  e duas cadeias  b (146 AA).  Essas cadeias possuem a propriedade de liberação e fixação do oxigênio. Por isso os outros tipos de Hb não transportam efetivamente o oxigênio.
    Hemoglobina A2 - formada por 2 cadeias a e duas cadeias d. ( 1 a 3 % das Hb).
    Hemoglobina F - formada por 2 cadeias a e duas cadeias g.( 1% das Hb) - É a prevalente nos recém natos até 6 meses de vida.
    Hemoglobina C- É mutante, ocorre pela troca do ac. glutâmico pela lisina ( no sexto AA da cadeia  b da HbA.
    Hemoglobina S - É mutante, ocorre pela troca do ac. glutâmico pela valina ( no sexto AA da cadeia  b da HbA.