紅細胞膜中夾雜著3種蛋白質：糖蛋白、簡單蛋白及膜收縮蛋白。紅細胞抗原有些突出在細胞表面,好像伸出在地面上的樹枝,如ABH抗原；有些鑲嵌在細胞膜內,如Rh抗原。抗原與抗體發生特異反應的部分,叫做抗原決定簇。血型抗原決定簇的化學組成,有的已經清楚,但大部分不清楚。有些血型在體液中存在可溶性抗原,叫做血型物質。從人體分離出來的ABH及Lewis血型物質是糖蛋白,即在肽鏈的骨架上連接著一些糖的側鏈,這些糖鏈便是特異性決定簇。ABH及Lewis血型物質的特異性決定簇很相似,只是在糖鏈上個別糖的種類或同一種糖由于存在位置不同,就顯出不同的特異性。比如A與B的抗原特異性,只是在糖鏈上有一個糖不相同,便顯示出不同的特異性。A抗原決定簇在糖鏈的終末端是一個N-乙酰半乳糖胺,而B抗原決定簇在糖鏈的終末端卻是一個D-半乳糖。
紅細胞上的ABH抗原決定簇,雖與體液中的抗原決定簇糖鏈結構相同,但連接的骨架不同。紅細胞上的糖鏈是通過神經鞘氨醇與脂肪酸結合在一起,而不是與蛋白質結合在一起,所以紅細胞上的ABH抗原是糖脂而不是糖蛋白。
MN·P及I血型的抗原決定簇也是碳水化合物。Rh抗原的決定簇可能是蛋白質,因為紅細胞經硫氫化物、脲素及蛋白酶等物處理后,Rh活性即行消失。
有一些血型抗體,如抗IH,抗IA,抗IB,抗IP1等,只與帶有I抗原及另外一個抗原的細胞發生反應,而不與其中只有一個抗原的細胞發生反應。說明這些抗原為復合抗原,在一個分子上具有兩種特異性。