血液中的二氧化碳以碳酸氫鹽為其最主要的形式，約占血二氧化碳總量的88%。二氧化碳從組織進入血液，同水發生反應形成碳酸，這一反應主要在紅細胞內進行。碳酸電離為氫離子和碳酸氫根離子，紅細胞內碳酸氫根離子濃度逐漸升高，同時向血漿內擴散，并與血漿內鈉離子結合為碳酸氫鹽，溶解于血漿中而運輸。同時血漿內氯離子向紅細胞轉移。另一方面碳酸電離出的氫離子能迅速與氧合血紅蛋白結合，生成還原血紅蛋白，同時釋放氧。氫離子與血紅蛋白結合不僅能促進更多的二氧化碳轉變為碳酸氫根離子有利于更多的氧釋二氧化碳的運輸，而且還能促進放，有利于組織氧的供給。