具有氧传递能力的血红蛋白在水溶液或血液中时，如果CO₂分压升高或pH降低，此时即使O₂分压没有变化，O₂饱和度也会减少，O₂易从传递体上脱离，这种现象称为波耳效应，是由波耳（N．H．D．Bohr）发现的。另一方面，J．S．Haldane氏发现当血红蛋白变成氧合血红蛋白时，血液的CO₂结合量下降，这种现象与波耳效应合称为Bohr-Haldane效应。这些效应有利于载运O₂的血红蛋白在CO₂多的体内组织中放出O₂，在肺部与血红蛋白的氧合相配合而适于放出CO₂。在细胞内具有无脊椎动物血红蛋白（erythrocruorin）的虫（单环刺）和细胞内具有蚯蚓血红蛋白（hemerythin）的星虫，就不存在这种效应。一般认为是与这两种动物之缺少循环系统和血细胞在体腔液中悬浮有关。