Hemoglobina to złożone białko zawierające żelazo występujące we krwi ludzi i kręgowców, niezbędne dla funkcji oddechowych czerwonych krwinek. Występuje także we krwi ptaków, niektórych ryb, gadów, płazów i mięczaków. Niektóre rodzaje krasnorostów oraz grzybów jedno i wielokomórkowych są bogate w hemoglobinę. Funkcja przenoszenia hemoglobiny jest nieodłączna nie tylko dla fakultatywnych fotoheterotrofów. W organizmach heterotroficznych (na przykład drapieżnych protistów, nicieni, wielu komórkach tkanek zwierzęcych) występują związki żelaza, które mają bardzo podobną strukturę do hemoglobiny i pełnią te same funkcje.