其实和人类一样，鲸鱼在运输和储存氧气的时候，同样也是依靠血液当中的血红蛋白和肌肉当中的肌红蛋白，只不过它们身体里这两种蛋白的浓度要比人类高得多。相比于成年男性处于120g/L到160g/L之间的血红蛋白浓度，成年抹香鲸体内血红蛋白浓度则超过了300g/L，如此高浓度的血红蛋白和肌红蛋白也让鲸鱼肉呈现出明显的暗红色。
在鲸鱼完成换气以后，血液当中的肌红蛋白会不断地把肺当中的氧气运输到身体各处需要氧气的地方，肌肉中的肌红蛋白在接收到氧气以后就会储藏起来，随着鲸鱼的运动不断的释放出氧气，控制肌肉中的酸浓度维持肌肉的活力。而且，鲸鱼体内血红蛋白运输和肌红蛋白在供氧过程中，并不是对所有器官一视同仁，相反，他们会根据器官在潜水过程中的重要性依次供氧，其中对心脏和肌肉供氧要远远领先于其他相对次要一些的身体组织和器官。
我们常说的憋不住气了，其实是我们身体内的二氧化碳浓度已经高得让人受不了了，触发了呼吸机制，显然鲸鱼比我们更能忍受血液当中的二氧化碳，这也是它们能够在水下长时间憋气的重要原因之一。
