Hemoglobinets struktur er et klassisk eksempel på kompleks proteinstruktur, og involverer fire polypeptidkjeder med en kofaktor som består av hem (prostetisk gruppe) og jern (metall). Mange av mekanismene som forklarer hvordan hemoglobinet fungerer er generelle mekanismer som går igjen i beskrivelsen av mange andre proteiner, og hemoglobinet benyttes ofte som illustrerende eksempel da dette er særlig grundig studert.