在所有的脊椎動物及若干無脊椎動物，其血紅素（無脊椎動物也有時是蚯蚓紅血朊）包含在特定的細胞中來進行其機能活動，這種血球稱為紅細胞。其它的血細胞，如白血球，則是免疫細胞。
紅細胞中含有血紅蛋白，因而使血液呈紅色。血紅蛋白中有鐵元素，所以貧血的人宜多吃鐵含量豐富的食物和蛋白質，來補血。血紅蛋白能和空氣中的氧結合，因此紅細胞能通過血紅蛋白將吸入肺泡中的氧運送給組織，而組織中新陳代謝產生的一部分二氧化碳也通過紅細胞運到肺部通過肺泡同體外的氧氣進行氣體交換，將二氧化碳排出體外。血紅蛋白更易和一氧化碳相合，且血紅蛋白一旦與一氧化碳結合后就不易分離。當空氣中一氧化碳含量增高時且持續時間較長時，可引起一氧化碳中毒。
紅細胞的數量和血紅蛋白的含量減少到一定程度時，稱為貧血。紅細胞大量被破壞可引起溶血性黃疸。