Hemoglobine is een ijzerhoudend zuurstoftransporterend metalloproteïne in de rode bloedcellen dat zuurstof van de longen naar de rest van het lichaam transporteert.

Hemoglobine bestaat uit vier eiwitsubeenheden, die elk een ijzeratoom bevatten. Wanneer zuurstof zich aan de ijzeratomen bindt, verandert het de vorm van het hemoglobinemolecuul, waardoor het molecuul zich aan andere moleculen kan binden en deze door de bloedbaan kan transporteren.

Hemoglobine is ook verantwoordelijk voor het geven van de karakteristieke rode kleur aan de rode bloedcellen.