氧气和二氧化碳在血液中运输的形式有两种：一是物理溶解，即气体分子直接溶解于血浆中；另一种是化学结合，即气体分子与血液中某一化学物质结合。氧在血液中的物理溶解量很少，约占氧运输量的1.5%。化学结合是氧在血液中运输的主要形式，约占氧运输量的98.5%。
氧主要是和红细胞内的
血红蛋白形成氧合血红蛋白进行运输。
二氧化碳在血浆中的
溶解度比氧大，占二氧化碳运输量的6%。化学结合也是二氧化碳在血液中运输的主要形式，约占二氧化碳运输量的94%。其结合方式有两种：一种是形成
碳酸氢盐（NaHCO3、KHCO3），约占二氧化碳运输量的87%；另一种是形成氨基甲酸血红蛋白，约占7%。