红细胞，俗称红血球，是一种特化的细胞，主要功能是在血液中运输氧气。红细胞内含有大量血红蛋白，能够可逆地结合氧气，从而在呼吸器官中摄取氧气，并将其释放到组织中。红细胞也参与二氧化碳的运输。在人体中，红细胞是血液中数量最多的细胞成分，正常情况下在血管内循环。成熟的人类红细胞体积小、柔韧，呈双凹圆盘状，没有细胞核。(openstax.org)
结构与细胞特化
典型的人类红细胞直径约为7～8微米，中央比边缘薄，因而形成特有的双凹形态。这种几何形状使红细胞具有相对较大的气体交换表面积，并缩短了扩散距离。红细胞的柔韧性使其在通过狭窄的毛细血管时能够变形，随后恢复原状。(openstax.org)
细胞膜由细胞骨架支撑，后者含有血影蛋白等结构蛋白。这一支撑框架兼具机械强度与变形能力。在成熟过程中，红细胞排出细胞核，并清除大多数细胞器。成熟的人类红细胞没有线粒体，也没有具有功能的核糖体，因此无法分裂，也无法通过通常的蛋白质合成过程更新蛋白质。其内部空间主要容纳血红蛋白，这是一种能够结合氧气的蛋白质。(openstax.org)
缺少线粒体也使红细胞的代谢有别于人体的许多其他细胞。它们通过糖酵解而非线粒体氧化代谢获取三磷酸腺苷，从而避免消耗自身携带的氧气，将其留供其他组织使用。(openstax.org)
气体运输
血红蛋白含有四条珠蛋白链，每条链都与一个含铁的血红素基团结合。每个血红素可结合一个氧分子，因此一个血红蛋白分子最多可携带四个氧分子。氧气在肺部与血红蛋白结合，并在血液流经组织时释放。氧合血红蛋白呈鲜红色，脱氧血红蛋白则呈较暗的红色；两种形式都不会使血液变成蓝色。(openstax.org)
氧气的释放会随局部化学环境而变化。二氧化碳增加和酸碱度（pH值）降低会使血红蛋白对氧气的亲和力下降，这种关系称为玻尔效应。它有助于使氧气供应与组织活动相匹配：代谢活跃的组织会产生二氧化碳和酸，促进血红蛋白释放氧气。(ncbi.nlm.nih.gov)
红细胞也有助于运输组织产生的二氧化碳。一部分二氧化碳直接与珠蛋白结合，形成氨基甲酸血红蛋白，但大部分以碳酸氢根的形式在血浆中运输。在红细胞内，碳酸酐酶这种酶可加速二氧化碳与水转化为碳酸的可逆反应；碳酸随后解离为碳酸氢根和氢离子。血液流经肺部时，这些反应逆向进行，使二氧化碳得以呼出。血红蛋白还可缓冲这一过程中产生的氢离子。(ncbi.nlm.nih.gov)
生成与生命周期
红细胞的生成称为红细胞生成，是造血过程的一部分。在成人体内，这一过程主要发生于红骨髓，其中的造血干细胞产生逐步分化的红系前体细胞。发育中的细胞逐渐积累血红蛋白，细胞核发生凝缩，最终被排出。由此形成的未成熟细胞称为网织红细胞，它们通过清除残留的细胞结构完成成熟过程。循环血液中网织红细胞的数量可反映近期红细胞的生成情况。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
红细胞生成主要受促红细胞生成素调节。这是一种激素，主要由肾脏在氧供应减少时产生，可促进红系前体细胞的存活与发育。有效的红细胞生成需要铁来合成血红素，也需要充足的叶酸和维生素B12来支持前体细胞的DNA合成。成熟红细胞本身已不再进行这种细胞核内的合成过程。(en.wikipedia.org)
人类红细胞在血液中循环约120天。衰老或受损的红细胞由巨噬细胞清除，清除过程尤其集中于脾脏、肝脏和骨髓。珠蛋白被分解为氨基酸，大部分铁被回收再利用。剩余的血红素结构先转化为胆绿素，再转化为胆红素，随后由肝脏处理并排泄。(openstax.org)
血型与输血
红细胞表面带有决定血型的抗原。ABO血型系统反映的是细胞表面糖类结构的差异，而Rh抗原则与膜蛋白有关。这些遗传差异是决定输血相容性的关键。(ncbi.nlm.nih.gov)
如果输入的红细胞带有可被受血者抗体识别的抗原，免疫反应就可能破坏这些细胞。在某些血型不相容的情况下，母体抗体也可穿过胎盘，攻击胎儿红细胞。因此，血型划分依据的是红细胞表面的分子差异，而不是其基本携氧功能的差异。(ncbi.nlm.nih.gov)
实验室检测与相关疾病
全血细胞计数用于评估红细胞数量、血红蛋白浓度及其他相关指标。血细胞比容是红细胞体积占血液总体积的比例。红细胞指数用于描述平均细胞体积、平均血红蛋白含量、细胞内血红蛋白浓度以及细胞大小的差异程度。这些指标反映红细胞群体的特征，不能作为彼此可替代的氧输送能力指标。(medlineplus.gov)
贫血会降低血液的携氧能力，其原因可能是红细胞生成不足、失血或细胞破坏过多。在镰状细胞病中，遗传性的血红蛋白异常可导致红细胞变形能力下降，进而阻塞血流。另一方面，血细胞比容升高可能反映红细胞数量增多，也可能源于血浆容量减少，例如脱水时就会出现后一种情况。(nhlbi.nih.gov)
脊椎动物之间的差异
人类红细胞无核的特征代表了哺乳动物的典型情况，并非所有脊椎动物都如此。鸟类、爬行动物、两栖动物和大多数鱼类的成熟红细胞仍保留细胞核。这些有核细胞在大小、形状及细胞功能方面均不同于哺乳动物的红细胞。对鸟类红细胞的研究表明，不同物种之间存在显著差异，其中包括细胞尺寸与迁徙、潜水等高耗能活动之间的关联。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)