DNA存在於細胞核中，成熟的紅細胞是沒有細胞核的，所以紅細胞中沒有DNA。

紅細胞在發育過程中是有DNA的，原紅細胞同樣透過細胞分裂來增殖，但當紅細胞發育成熟後，細胞核就消失了，就不再具有增殖能力。

紅細胞有少量線粒體，它們透過糖酵解途徑（無氧呼吸）合成能量。成熟的哺乳類紅細胞是雙凹圓盤狀，如此可增加其表面積，使物質更容易透過其細胞膜。

在人的紅細胞內所含的血紅蛋白佔血球總量的30%以上，是血液中最通常的一種血細胞，在乾重9%時，佔94%，隨著氧分壓的變化與氧結合或遊離，但它的解離曲線和純血紅素的溶液不同，在氧分壓低的組織，紅細胞具有放出多量氧的能力。

另外，在紅細胞內，存在有碳酸脫氫酶，在將二氧化碳轉化為碳酸氫根離子的可逆反應中起觸媒作用。因此紅細胞運送血液二氧化碳的能力很強。

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紅細胞不斷進行新生和破壞，根據同位素的實驗證明其壽命為100—120天，比要白血球長。所以紅十字會都會建議成年男子每隔三個月獻血一次，女子每隔四個月獻血一次。

由於紅細胞沒有細胞核以及細胞器，無法自行製造自己的結構，也無法使自己的結構維持長久。身體內每天紅細胞破壞量約1%，需加以補充。

照這樣計算，人體每天要製造一百億個細胞。由於胎兒期造血而產生的紅細胞中，血紅素為胎兒血色素HgbF，適合於子宮內低氧狀態下的氣體交換，至成人期造血期，血色素便轉變為成人型血色素HgbA。

老化的紅細胞，主要在脾臟及肝臟的網狀內皮系統中破壞分解，血色素（heme）變為膽紅素(bilirubin），血球蛋白和鐵。

血漿的顏色就是由膽色素所構成的，因此血色素變為膽紅素的這一過程使血漿變為淡黃色，被釋出的鐵離子大部分都會被保留起來，可利用於血色素的再合成，膽紅素與白蛋白結合，運往肝臟，經處理後，以膽汁的形式排出。

同時血球蛋白可成為氨基酸，利用於蛋白質的再合成。人體每天有四五萬個紅細胞在脾臟及肝臟被破壞。