Το οξυγόνο μεταφέρεται στο αίμα κυρίως συνδεδεμένο με την Hb. Ένα μόριο Hb μπορεί να μεταφέρει μέχρι 4 μόρια Ο2, που είναι τότε, 100% κορεσμένη σε Ο2. Η μέση αναλογία κορεσμού ενός συνόλου μορίων Hb, σε ένα δείγμα αίματος, αποτελεί εκτίμηση του κορεσμού Hb στο αίμα. Επιπλέον, πολύ μικρή ποσότητα Ο2 μεταφέρεται με το αίμα, ως φυσικώς διαλυμένο (0.003 μλ Ο2 /dl αίματος), που μπορεί να είναι μεγάλης σημασίας, εάν η συγκέντρωση Hb στο αίμα είναι ακραία χαμηλή. Το φυσικώς διαλυμένο Ο2, στο αίμα δεν μετρείται με την παλμική οξυμετρία. Το φυσικώς διαλυμένο στο αίμα Ο2, καθορίζει τη μερική πίεση του Ο2 στο αίμα. Η σχέση μεταξύ της αρτηριακής μερικής πιέσεως οξυγόνου, PaO2, και του ποσοστού κορεσμού της Hb, SΗbΟ2 %, παρέχεται από την καμπύλη συνδέσεως Hb που εμφανίζεται στο σχήμα του λήμματος. Το σιγμοειδές σχήμα της καμπύλης διευκολύνει την αποδέσμευση Ο2 στους περιφερικούς ιστούς, όπου η PaO2 είναι πολύ χαμηλή, και το Ο2 είναι αναγκαίο για τη μικρή αναπνοή. Η καμπύλη μπορεί να κινηθεί δεξιά ή αριστερά, ανάλογα με χαρακτηριστικά του ασθενούς, όπως η πρόσφατη μετάγγιση, ο πυρετός κλπ.