氧和二氧化碳在血液中靠物理溶解和化学结合而运输。物理溶解虽然量很小，但它是化学结合的前提，因为必须先有物理溶解才能发生化学结合，而结合状态的气体也必须解离成溶解状态后才能逸出血液。

1.氧气的运输

（1）物理溶解　血浆中氧的溶解度极小，其溶解量决定于氧分压的大小。在氧分压为13.3 kPa的动脉血中，每100 mL中溶解氧的量为0.31 mL，约占血液运输氧量的1.5%。

（2）化学结合　进入红细胞的氧主要与血红蛋白（Hb）结合。每100 mL动脉血中，以这种形式存在的氧可达20 mL，约占血液运输氧总量的98.5%。氧与血红蛋白中的Fe2＋结合形成氧合血红蛋白（HbO2），但它是一种可逆的结合，其结合或解离主要取决于氧分压的高低。当血液流经肺时，因肺泡氧分压高，促使血红蛋白与氧结合；当血液流经组织时，因组织氧分压低，氧合血红蛋白便迅速解离释放出氧。

2.二氧化碳的运输

（1）物理溶解　约占血液运输二氧化碳总量的5%。

（2）化学结合　二氧化碳的结合有两种形式。

1）碳酸氢盐的形式：这是血液运输二氧化碳的主要形式，约占二氧化碳运输总量的88%，当血液流经组织时，二氧化碳从组织扩散入血液，可同H2O反应，生成H2CO3。但催化这个反应的碳酸酐酶（CA）在血浆中极少，而红细胞内含量丰富，故血浆中的二氧化碳形成碳酸氢盐主要是在红细胞中进行。在红细胞内，在碳酸酐酶的催化下，二氧化碳迅速与H2O结合形成H2CO3，H2CO3可解离成H+和。因为红细胞膜对通透性很大，除小部分在红细胞内与K＋结合成KHCO3外，大部分扩散出红细胞，与血浆中的Na＋结合成NaHCO3。

2）氨基甲酸血红蛋白形成　以氨基甲酸血红蛋白形式运输的二氧化碳，仅占血中二氧化碳总量的7%。