La hemoglobina es una proteína compleja que contiene hierro en la sangre de humanos y vertebrados, necesaria para la función respiratoria de los glóbulos rojos. También se encuentra en la sangre de aves, algunos peces, reptiles, anfibios y moluscos. Algunos tipos de algas rojas y hongos unicelulares y multicelulares son ricos en hemoglobina. La función portadora de hemoglobina es inherente no solo a los fotoheterótrofos facultativos. En los organismos heterótrofos (por ejemplo, protistas depredadores, nematodos, muchas células de tejidos animales) existen compuestos de hierro que tienen una estructura muy similar a la hemoglobina y realizan las mismas funciones.