Podobnie jak w przypadku wszystkich tkanek zależnych od zaopatrzenia naczyniowego, mięśnie zależą od czerwonych krwinek, aby transportować do nich tlen. Czerwone krwinki z kolei polegają na białku transportującym tlen zwanym hemoglobiną, które przenosi tlen do wszystkich części ciała.
Hemoglobina to tetramer, czyli białko złożone z czterech podjednostek. Hemoglobina zawiera również cztery kofaktory zwane heme, pierścieniowatą strukturę z atomem żelaza w środku. Żelazo wiąże się w sposób odwracalny, umożliwiając hemoglobinie pobieranie tlenu z płuc i umieszczanie go w tkankach tam, gdzie jest to konieczne.
Mięśnie sercowe i szkieletowe zawierają również białko zwane mioglobiną, które wiąże tlen mocniej niż hemoglobina. Mioglobina zapewnia serce i mięśnie szkieletowe z rezerwą tlenu; przydaje się to podczas krótkich wybuchów aktywności fizycznej.
