Deguonimi prisotintas kraujas turi du būdus deguoniui pernešti į kūno audinius: ištirpęs kraujo plazmoje arba prijungtas prie raudonųjų kraujo kūnelių hemoglobino. Hemoglobino ir deguonies deriniai paprastai sudaro apie 98.5 procento deguonies, transportuojamo iš plaučių visame kūne. Hemoglobino prisotinimas reiškia, kiek hemoglobinas yra pakrautas deguonies molekulėmis.
Keturios polipeptidinės grandinės, kiekviena sujungta su geležies turinčia hemo grupe, sudaro deguonį pernešantį hemoglobiną. Geležies atomai gali jungtis su deguonimi. Vienas hemoglobinas gali jungtis su iki keturių deguonies molekulių. Šis hemoglobino ir deguonies derinys yra greitas ir grįžtamas – tai reiškia, kad hemoglobinas gali iškrauti deguonies molekules ir jas pakrauti.
Kai visos keturios hemo grupės prisijungia prie deguonies molekulės, hemoglobinas yra visiškai prisotintas. Jei viena, dvi ar trys hemo grupės yra prijungtos prie deguonies, hemoglobinas yra iš dalies prisotintas. Hemoglobino ir deguonies derinys vadinamas oksihemoglobinu, o hemoglobinas, išleidęs deguonies molekules, vadinamas sumažintu hemoglobinu arba deoksihemoglobinu.
Geležies surišimo su deguonimi stiprumas priklauso nuo hemoglobino prisotinimo lygio. Pirmajai deguonies molekulei prisijungus prie geležies, pats hemoglobinas keičia formą. Dėl to jis lengviau paima kitas dvi deguonies molekules. Ketvirtosios deguonies molekulės pasisavinimas yra dar lengvesnis. Panašiai, kai hemoglobinas išskiria kiekvieną deguonies molekulę, ryšio tarp geležies ir likusių deguonies molekulių stiprumas palaipsniui silpnėja.
Paprastai hemoglobino prisotinimas skiriasi priklausomai nuo organizmo poreikių tuo metu. Veiksniai, įskaitant temperatūrą, kraujo pH ir dalinį deguonies bei anglies dioksido slėgį, gali turėti įtakos hemoglobino surišimo arba išleidimo deguonies molekulėms greičiui. Šie veiksniai veikia kartu, kad palaikytų pakankamą deguonies tiekimą į kūno audinius.
Keičiantis daliniam deguonies slėgiui (PO2) kraujyje, keičiasi hemoglobino prisotinimas. Ryšys tarp dalinio deguonies slėgio ir hemoglobino prisotinimo yra netiesinis; Vietoj to, jis seka S formos kreivumą. Hemoglobinas yra beveik visiškai prisotintas, kai P02 yra 70 mm Hg.
Įprastomis ramybės sąlygomis P02 yra 100 mm Hg, o arterinio kraujo hemoglobino prisotinimas yra apie 98 proc. Kai kraujas iš arterijų teka sisteminiais kapiliarais, hemoglobinas išskiria apie 5 ml deguonies 100 ml kraujo, todėl hemoglobino prisotinimas siekia apie 75 proc. P02 gali nukristi iki 15 mm Hg intensyvios veiklos, pvz., mankštos, metu. Reaguodama į tai, hemoglobinas iškraus 50 procentų deguonies, todėl įsotinimas bus net 25 procentai.
Temperatūra, kraujo pH ir dalinis anglies dioksido slėgis įtakoja hemoglobino prisotinimą, pakeisdami hemoglobino trimatę struktūrą, taip pakeisdami jo afinitetą deguoniui. Paprastai padidėjus bet kuriam iš šių veiksnių sumažės hemoglobino afinitetas deguoniui, todėl hemoglobinas į kraują išsiskiria daugiau deguonies. Ir atvirkščiai, vieno iš šių veiksnių sumažėjimas paprastai sustiprins hemoglobino ir deguonies ryšį, todėl sumažės deguonies iškrovimo greitis. Kadangi karštis, mažėjantis kraujo pH ir didėjantis anglies dioksido kiekis yra šalutiniai aktyvių audinių, sunkiai veikiančių organizme, produktai, šie veiksniai užtikrina, kad deguonis iškraunamas ten, kur jo labiausiai reikia.