Hemoglobin, atomik seviyede paslanma yaparak oksijene bağlanır. Kırmızı kan hücrelerinde bulunan hemoglobin molekülü, ABD Enerji Dairesi'nin "metaloprotein" dediği şeydir. Yani, bu durumda bir miktar metal, demir içeren yapıya bir proteindir. Her bir hemoglobin molekülü, bol miktarda bulunduğu akciğerlerden, vücudun diğer bölgelerine oksijen taşımak için birlikte çalışan dört bağlı demir atomu taşır.
Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi web sitesine göre, hemoglobin tarafından taşınan demir atomları oksijenin varlığına, oksidasyon adı verilen bir işlemde bağlandığı şekilde demirin genellikle yaptığı gibi tepki verir. Elde edilen bileşik, demir oksit, gövde dışında bulunduğunda pas olarak adlandırılır. Kırmızı kan hücrelerinin içinde, bu okside olmuş hemoglobin molekülleri, vücudun yeterli oksijene sahip olmadığı ve serbest bırakıldığı bir bölgeye gelinceye kadar oksijen yüklerini tutarlar.
Aynı makale, hemoglobin molekülünün dört alt biriminin, oksijeni zengin ortamlarda oksijeni çok verimli bir şekilde bağlamak için birlikte çalıştığını, ancak oksijensiz ortamlarda etkisinin zayıfladığını belirtmektedir. Bu düzensiz reaksiyon hemoglobinin akciğerlerdeki oksijene bağlanmaya istekli olmasına ve tıpkı oksijene aç bir hücrenin varlığında ayrılmaya istekli olmasına neden olur, bu durumda döngü başlar.
