二氧化碳在血液中是以物理溶解和化學結合兩種形式運輸的。

1、二氧化碳在血漿中的溶解度比氧大，佔二氧化碳運輸量的6%。化學結合也是二氧化碳在血液中運輸的主要形式，約佔二氧化碳運輸量的94%。

其結合方式有兩種：一種是形成碳酸氫鹽（NaHCO3、KHCO3），約佔二氧化碳運輸量的87%；另一種是形成氨基甲酸血紅蛋白（HbNHCOOH），約佔7%。由此可見，二氧化碳主要是和紅細胞內的水結合，形成碳酸氫鹽進行運輸。

2、HCO3-方式：HC03-的方式佔CO2運輸總量的88%。由於紅細胞內含有較高濃度的碳酸酐酶，從組織擴散入血的大部分CO2在紅細胞內生成H2CO3，H2CO3又解離成HCO3-和H+HCO3-在紅細胞內與K+結合成KHCO3.隨著紅細胞內HCO2-生成的增加，可不斷向血漿擴散，與血漿中Na+結合成NaHC0。

在肺部，由於肺泡氣PCO2低於靜脈血，上述反應向相反方向進行，以HCO3-形式運輸的CO2逸出，擴散到肺泡被撥出體外。

3、氨基甲醯血紅蛋白方式：大約7%的CO2與Hb的氨基結合生成氨基甲醯血紅蛋白。

這一反應無需酶的催化，反應迅速、可逆，主要調節因素是氧合作用。由於氧合血紅蛋白與CO2的結合能力小於還原血紅蛋白，所以在組織處，還原血紅蛋白的增多促進了氨基甲醯血紅蛋白的生成，一部分CO2就以HHbNHCOOH的形式運輸到肺部。在肺部，氧合血紅蛋白的生成增加，促使HHbNHCOOH釋放出CO2。