A hemoglobinhoz való oxigénfelszabadulás vagy -csatlakozás elsődleges tényezője az oxigén parciális nyomása (pO2). A hemoglobinnak szigma alakú oxigénkötési görbéje van, ami azt jelenti, hogy a hemoglobinhoz kötött oxigén mennyisége gyorsan növekszik alacsony pO2-szint esetén, majd magasabb pO2-szint esetén fennsíkok. Ez az alak az oxigénnek a hemoglobinhoz való kooperatív kötődésének köszönhető, ami azt jelenti, hogy egy oxigénmolekula kötődése a hemoglobinhoz növeli a fennmaradó alegységek oxigén iránti affinitását.
A tüdőben, ahol a pO2 magas, az oxigén a hemoglobinhoz kötődik, és a szövetekbe kerül. Azokban a szövetekben, ahol a pO2 alacsonyabb, a hemoglobinból oxigén szabadul fel, és bediffundál a sejtekbe. A Bohr-effektus, amely a hemoglobin oxigén iránti affinitásának csökkenése alacsonyabb pH-érték mellett, szintén szerepet játszik a szövetek oxigénfelszabadításában.