紅細胞是血液中數量最多的一種血細胞，正常男性每微升血液中平均約500萬個（5.0×1012/L），女性較少，平均約420萬個（4.2×1012/L）。紅細胞含有血紅蛋白，因而使血液呈紅色。紅細胞在血液的氣體運輸中有極重要的作用。在血液中由紅細胞運輸的氧約為溶解于血漿的70倍；在紅細胞參與下，血漿運輸二氧化碳的能力約為直接溶解于血漿的18倍（詳見第五章第三節）。正常紅細胞呈雙凹圓碟形，平均直徑約8μm，周邊稍厚。這種細胞開頭的表面積與體積之比，較球形時為大，因而氣體可通過的面積也較大；由細胞中心到大部分表面的距離較短，因此氣體進出紅細胞的擴散距離也較短。這種形狀也有利于紅細胞的可塑性變形。紅細胞在全身血管中循環運行，常要擠過口徑比它小的毛細血管和血竇間隙，這時紅細胞將發生卷曲變形，在通過后又恢復原狀，這種變形稱為塑性變形。表面積與體積的比值愈大，變形能力愈大，故雙凹圓碟形紅細胞的變形能力遠大于異常情況下可能出現的球形紅細胞。紅細胞保持雙凹圓碟形需要消耗能量。

　　紅細胞膜是以脂質雙分子層為骨架的半透膜。氧和二氧化碳等脂溶性氣體可以自由通過，尿素也可以自由透入。在電解質中，負離子（如CI-、HCO3-）一般較易通過紅細胞膜，而正離子卻很難通過。紅細胞內Na+ 濃度遠低于細胞外，而細胞內K+濃度遠高于細胞外，這種細胞內外的Na+、K+濃度差主要是依靠細胞膜上Na+泵的活動來維持的。低溫貯存較久的血液，血漿內K+濃度升高，就是由于低溫下代謝幾乎停止，Na+泵不能活動的緣故。

　　紅細胞結合和攜帶氧的過程并不消耗能量，血紅蛋白中的Fe2+也不被氧化，若Fe2+被氧化成Fe3+成為高鐵血紅蛋白，即失去攜氧能力。紅細胞消耗葡萄糖，主要是通過糖酵解和磷酸戊糖旁路，所產生的能量（以結合于ATP的形式）主要是用于供應細胞膜上Na+泵的活動，用于保持低鐵血紅蛋白不致被氧化，也用于保持紅細胞膜的完整性和細胞的雙凹圓碟形。