Los glóbulos rojos presentan una morfología de disco bicóncavo. Teñidos con los colorantes adecuados y observados al microscopio óptico se ven como unos elementos circulares con una zona central más clara que la periférica debido a su menor contenido en hemoglobina.

Tienen un diámetro aproximado de 7,5 µm.(micras). En condiciones normales, todos los hematíes tienen la misma forma, tamaño y coloración. Toda modificación en estos criterios indican un fenómeno patológico. Los eritrocitos, cuando se observan en fresco, tienen a agruparse en forma de "pilas de monedas" a las que denominamos rouleaux.

Estructuralmente los glóbulos no son células propiamente dichas, ya que no poseen núcleo. Las características más importantes son las siguientes:

• Citoplasma.

En su interior no existe núcleo ni organelas celulares. Todo el espacio delimitado por la membrana está ocupado por un complejo lipoproteico muy rico en hemoglobina. El análisis químico de su contenido demuestra que hay agua (del 57 al 58 %), hemoglobina (del 42 al 43 %), iones (sobre todo K⁺), glucosa y enzimas.

Los hematíes tienen un metabolismo bastante sencillo y optimizado para las funciones que realizan. De hecho, todos estos mecanismos están orientados a mantener unas condiciones físicas y químicas estables que les permitan llevar a cabo sus funciones correctamente. Dos de las situaciones más importantes que deben evitar son las siguientes:

• La oxidación de sus constituyentes, especialmente hierro y globina, mediante una serie de sistemas reductores.
• La hiperhidratación, gracias al mecanismo de la "bomba de sodio", que le permite sacar al exterior del glóbulo el ión Na⁺ y el agua.

La energía necesaria para dichos mecanismos proviene directamente del catabolismo anaerobio de la glucosa (glucólisis anaerobia y vía de las pentosas). Como consecuencia de estas reacciones se obtienen determinados productos de gran importancia funcional para los hematíes:

• ATP: Es una molécula almacenadora de energía que asegura el funcionamiento de la bomba de Na⁺, el mantenimiento de la forma bicóncava del glóbulo rojo y la renovación de los lípidos de su membrana.
• NADH₂: Coenzima que impide la oxidación del hierro de la hemoglobina para lo cual se opone a su paso de ferroso a férrico. Para ello necesita de la ayuda del enzima diaforasa o metahemoglobino reductasa.
• NADPH₂: Protege a la globina y demás estructuras proteicas del hematíe contra la oxidación.

Las enzimas que intervienen en los procesos anteriores se pueden clasificar en dos categorías:

• Enzimas energéticas: como la piruvatoquinasa. Su déficit provoca un tipo de anemia hemolítica por alteración de la membrana citoplasmática.
• Enzimas oxidorreductoras: su objetivo es mantener el hierro en estado ferroso (Fe⁺⁺) y el glutatión en estado reducido. El glutatión evita la desnaturalización de las cadenas de globina. Entre las enzimas fundamentales con esta función se encuentra la G6PDH (Glucosa 6 fosfato deshidrogenasa) cuya deficiencia provoca anemia hemolítica.

• Catabolismo de los eritrocitos o hematíes.

Los eritrocitos tienen una vida media de 120 días y luego son destruidos por los macrófagos de los órganos hemocatéricos como el bazo, hígado y médula ósea. La hemoglobina liberada en el proceso se metaboliza obteniéndose los distintos elementos que la componen.