Noen av de regulerende bindingene som hjelper hemoglobinet med å ha svakere affinitet for oksygen i oksygenfattige miljø involverer at karbondioksid fra miljøet bindes til hemoglobinet. Når hemoglobinet igjen når det oksygenrike miljøet nært lungene og binder oksygen vil karbondioksidet frigis. Karbondioksid forlater så organismen via åndedrettet. Slik fungerer hemoglobin også som et transportmolekyl for karbondioksid. Hemoglobinet forsyner altså cellenes forbrenningsystem med oksygen som trengs for å produsere energi, samtidig som det frakter karbondioksid, et avfallstoff fra den samme forbrenningen, ut av kroppen.