Η αιμοσφαιρίνη αποτελεί πρωτεϊνική ένωση του αίματος, συστατικό των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Σημαντικός είναι ο ρόλος της αιμοσφαιρίνης στη μεταφορά του οξυγόνου. Στους πνεύμονες γίνεται σύνδεση του οξυγόνου με την αιμοσφαιρίνη. Το αίμα που έχει κορεστεί από οξυγόνο, είναι ζωηρό κόκκινο και λέγεται αρτηριακό αίμα. Αυτό καθώς φτάνει στα λεπτά τριχοειδή αγγεία διασπάται σε αιμοσφαιρίνη και οξυγόνο, το οποίο μεταφέρεται στους ιστούς, με αποτέλεσμα το αίμα να λαμβάνει ένα σκούρο χρώμα( φλεβικό αίμα).
Η πτώση της αιμοσφαιρίνης του αίματος διαταράσσει την προσφορά οξυγόνου στους ιστούς. Το ανθρώπινο σώμα έχει ισχυρούς προστατευτικούς μηχανισμούς έναντι των δυσμενών αποτελεσμάτων της πτώσης της αιμοσφαιρίνης και εξαιτίας του φαινομένου αυτού, στα αρχικά στάδια και σε μικρού βαθμού πτώση της αιμοσφαιρίνης, δεν υπάρχουν συμπτώματα. Συγκεκριμένα η διαταραγμένη προσφορά οξυγόνου στα κύτταρα αντιρροπείται κύρια μέσω μεταβολών στην καμπύλη διάστασης οξυγόνου αιμοσφαιρίνης με την μεσολάβηση του μειωμένου PH ή του αυξημένου διοξειδίου του άνθρακα που παράγεται κατά τον διαταραγμένο μεταβολισμό(φαινόμενο ΒOHR). Περαιτέρω προστασία της απόδοσης αίματος επιτυγχάνεται μέσω της διαφυγής αίματος από επιφανειακά όργανα όπως το δέρμα σε ζωτικά σπλάγχνα όπως η καρδιά και ο εγκέφαλος. Σε περίπτωση απώλειας ερυθρών λόγω αιμορραγίας κινητοποιούνται συμπληρωματικοί μηχανισμοί, όπως κατακράτηση ούρων και αγγειοσύσπαση. Όταν, ωστόσο, η πτώση της αιμοσφαιρίνης είναι σημαντική, πτώση του αιματοκρίτη, ζάλη, εύκολη κόπωση, δύσπνοια, αίσθημα ταχυκαρδίας, απώλεια αντοχής, λιποθυμική τάση η οποία μπορεί να φτάσει και έως την λιποθυμία εμφανίζονται.
Κάθε νόσημα ή παθολογικός παράγοντας που προκαλεί ελάττωση των ερυθρών αιμοσφαιρίων ή ελάττωση της φυσιολογικής συγκέντρωσης της αιμοσφαιρίνης, προκαλεί χαμηλή αιμοσφαιρίνη, ο κατάλογος μάλιστα των νοσημάτων είναι μακρύς.
Για παράδειγμα η χρόνια νεφρική ανεπάρκεια προκαλεί μείωση της παραγωγής της ερυθροποιητίνης και ερυθρών αιμοσφαιρίων και πτώση αιμοσφαιρίνης. Χρόνια νοσήματα που προκαλούν βλάβη στο μυελό των οστών, όπου παράγονται τα ερυθρά αιμοσφαίρια έχουν ως αποτέλεσμα χαμηλή αιμοσφαιρίνη (π.χ. καρκινώματα, χρόνιες φλεγμονές, λευχαιμίες). Η έλλειψη σιδήρου είναι η πιο συχνή αιτία που προκαλεί μειωμένη παραγωγή αιμοσφαιρίνης.
Η ασφαλής διερεύνηση ορισμένων περιπτώσεων χαμηλής αιμοσφαιρίνης, μπορεί να απαιτεί πολύπλοκο εργαστηριακό έλεγχο ή και εισαγωγή στο νοσοκομείο. Τα ευρήματα από τη σωστή ιατρική εξέταση, έχουν κομβικό ρόλο στην ορθή διαφορική διάγνωση και θεραπεία.