Etterhvert som oksygen binder til de forskjellige subenhetene endres hemoglobinets affinitet for oksygen. Det vil si at bindingen til oksygen er sterk når alle subenhetene er bundet til oksygen, mens oksygenet slipper lettere når kun noen eller ingen av subenhetene bærer oksygen. Den andre viktige faktoren som avgjør om oksygen bindes til hemoglobin eller ikke, er konsentrasjonen av oksygen i miljøet. Siden hemoglobinet har mindre evne til å binde oksygen når det er tomt for oksygen, er det avhengig av høye oksygenkonsentrasjoner for å bli bundet til oksygen. Motsatt vil det holde på bundet oksygen til oksygenkonsentrasjonen i miljøet er blitt relativt lav. Slik vil hemoglobinet på sin vandring med blodstrømmen i stor grad forbli ubundet til det kommer til oksygenrike miljø som årene rundt lungene. Når det så fraktes fra oksygenrike omgivelser vil det holde på oksygenet til det kommer til oksygenfattige miljø som årene i oksygentrengende vev. Denne evnen til å tilpasse hvor lett proteinet binder oksygen avhengig av hvor i blodstrømmen det befinner seg er essensiell for at hemoglobinet skal kunne fungere som transportmolekyl. Andre oksygenbindende proteiner som for eksempel myoglobin, som nyttiggjøres til å lagre oksygen i vev, har ikke denne evnen. Siden sannsynligheten for at en subenhet binder et oksygen henger sammen med sannsynligheten for at de andre subenhetene gjør tilsvarende binding, kalles dette for en kooperativ binding.