Hemoglobin, 4 oksijen molekülü bağladığında oksihemoglobin (HbO2) olarak adlandırılır çünkü bu, hemoglobin molekülündeki 4 demir (Fe2+) atomuna akciğerlerde birer oksijen molekülü bağlanması sonucu oluşan bileşiktir .
Hemoglobin molekülü, 4 adet globulin proteini ile 4 adet hem yapısından oluşur ve her hem, bir oksijen molekülü bağlayabilir . Bu nedenle, 4 oksijen molekülü bağlandığında bile molekülün adı, bağlı olan oksijen sayısını belirtmeksizin "oksihemoglobin" olarak kalır .