红细胞在某些光学显微镜下呈黄绿色，在某些下面甚至呈透明状，是因为光线造成的色差，而染色就是因为有色差，血红细胞的颜色来自其中的血红素，血红素结合氧气分子时显鲜红色，而当氧气分子被释放后显暗红色。

红细胞中含有血红蛋白，因而使血液呈红色。

血红蛋白中有铁元素，所以贫血的人宜多吃铁含量丰富的食物和蛋白质，来补血。

血红蛋白能和空气中的氧结合，因此红细胞能通过血红蛋白将吸入肺泡中的氧运送给组织，而组织中新陈代谢产生的一部分二氧化碳也通过红细胞运到肺部通过肺泡同体外的氧气进行气体交换，将二氧化碳排出体外。

血红蛋白更易和一氧化碳相合，且血红蛋白一旦与一氧化碳结合后就不易分离。