一种血红蛋白，通过血红素铁的价数（Ⅱ，Ⅲ）的可逆变化，起氧化还原作用。C．A．MacM－unn（1886）发现在肌肉和其他动物组织中存在有类似氯高铁血红素（hemin）吸收带的色素，并命名为肌羟高铁血红素（myohaematin）。D．Reilin（1925）指出，该色素广泛分布在好氧性生物中，它在细胞内和（组织）匀浆中，因酶促作用而被底物还原，由氧进行氧化，因此，它在呼吸过程中起中间媒介作用，并将它命名为细胞色素（即细胞的色素之意）。此后，在厌氧性呼吸的细菌和光合生物中，也发现有细胞色素。并且已经清楚它在这些生物的氧化还原过程中起重要作用。细胞色素的亚铁原卟啉基（heme），其内部的Fe和脱辅基蛋白质侧链的咪唑以及硫化物（sulfide）基，各两个相结合，形成八面体结构，以这种状态接受氧化还原。从而不对称电子具有不多的低自旋（spin）（0或1）状态。因血红素的种类分为：a（甲酰铁卟啉），b（原铁卟啉）c（在中卟啉衍生物中铁和蛋白质具有共价键），d（二羟基铁卟啉）取名称为细胞色素a，b，c，d，以a吸收带的毫微米数和生物的名称表示。还原型和氧化型吸收光谱有所不同。还原型在可见光部分有3个尖锐的最大吸收带，这吸收带自长波长方向依次命名为α带，β带，γ带（或Soret带），强度的顺序为γ，α，β。氧化型相当于γ带，只有强吸收带，在长波长区域中无尖锐的吸收带。在真核细胞内细胞色素多存在于线粒体内膜和细胞质内膜质。在原核细胞中则多存在于细胞膜，在光合生物中，多存在于叶绿体和色素颗粒中。细胞色素和组织牢固地结合，往往不能用水溶液提取出。用表面活性剂可使其溶解，便于分离提纯。细胞色素，通常氧化还原电位都高，因为能可逆地受到氧化还原，所以在呼吸中遇氧直接被氧化，起到从底物传递电子的作用。尤其是在线粒体中，各种细胞色素和醌、非血红素铁、铜一起构成有一定顺序的呼吸链来传递电子，与此共轭地从ADP和磷酸生成ATP（氧化磷酸化反应），另在光合系统中，参与由于光而产生的氧化物和还原物间的电子传递。并将电子供给内膜系中的加氧酶，在厌氧性呼吸中，将电子供给硝酸盐及硫酸盐的还原酶。并且，在某种由单一加氧酶所引起的羟基化反应中，P－450作为自动氧化性的血红素蛋白质起到电子传递体的作用。