आक्सीजन-वाहक प्रोटीन हीमोग्लोबिन की खोज हूनफील्ड द्वारा 1840 में की गई थी. 1851 में ओटो फंक ने लेखों की एक श्रृंखला का प्रकाशन किया जिसमें उन्होंने लाल रक्त कोशिकाओं को शुद्ध जल, अल्कोहल या ईथर जैसे घोलकों की सहायता से पतला करने के बाद प्राप्त प्रोटीन के घोल से घोलक का धीमा वाष्पीकरण करके हीमोग्लोबिन के स्फटिकों को उगाने के बारे में बताया.

हीमोग्लोबिन के प्रतिवर्ती आक्सीकरण के बारे में फेलिक्स हाप-सीलर द्वारा कुछ और वर्षों के बाद बताया गया.
1959 में मैक्स पेरूट्ज़ ने एक्सरे क्रिस्टेलोग्राफी द्वारा हीमोग्लोबिन की आण्विक रचना को निश्चित किया. इस उपलब्धि के लिये उन्हें जॉन केन्ड्रू के साथ 1962 का रसायनशास्त्र में नोबल पुरस्कार दिया गया. 

रक्त में हीमोग्लोबिन की भूमिका का विवरण फिजियोलाजिस्ट क्लाडे बर्नार्ड द्वारा दिया गया.
"हीमोग्लोबिन" नाम "हीम" और "ग्लोबिन" शब्दों की संधि से प्राप्त किया गया है, जो यह बताता है कि हीमोग्लोबिन की प्रत्येक उपइकाई हीम (हेम) समूह से जड़ा एक ग्लोबुलार प्रोटीन है. हर हीम समूह में एक लौह परमाणु होता है, जो आयन-उत्प्रेरित बलों के जरिये एक आक्सीजन अणु को बांध सकता है. स्तनपायियों के सबसे आम हीमोग्लोबिन में ऐसी चार उपइकाईयां होती हैं. 

आनुवंशिकी
लाइगैंड बाइंडिंग
नैदानिक उपयोग
शोध का इतिहास