Коли вуглекислий газ зв'язується з гемоглобіном, утворюється карбаміногемоглобінщо знижує спорідненість гемоглобіну до кисню за рахунок ефекту Бора. У ході реакції молекула вуглекислого газу зв'язується із залишком аміногрупи.
Ефективність зв'язування гемоглобіном вуглекислого газу (з утворенням карбаміногемоглобіну, частіше називаного карбгемоглобіном) залежить від зв'язування кисню. У тканинах частина надлишкового CO2 зв'язується з гемоглобіном, спорідненість останнього до O2 знижується і відбувається вивільнення кисню..
Крім того, гемоглобін здатний зв'язувати в тканинах невелику кількість (близько 1/3) діоксиду вуглецю (CO2) утворюючи карбгемоглобін і звільняти його в легень (2/3 вуглекислого газу переноситься у розчиненому вигляді або у вигляді солей плазмою крові та цитоплазмою еритроцитів).
У легких гемоглобін зв'язує кисень, перетворюючись на оксигемоглобін, він має світло-червоний колір. У тканинах кисень звільняється із зв'язку, знову утворюється гемоглобін, і кров темніє. Крім кисню, гемоглобін у формі карбогемоглобіну переносить з тканин у легкі та невелику кількість вуглекислого газу.