Hồng cầu, hay hồng huyết cầu (có nghĩa là tế bào máu đỏ), là loại tế bào máu có chức năng chính là hô hấp, chuyên chở hemoglobin, qua đó đưa O₂ từ phổi đến các mô. Enzyme carbonic anhydrase trong hồng cầu làm tăng hàng nghìn lần vận tốc của phản ứng giữa CO₂ và H₂O tạo ra axit cacbonic (H₂CO₃). Nhờ đó, nước trong huyết tương vận chuyển CO₂ dưới dạng ion bicarbonat (HCO₃^—) từ các mô trở lại phổi để CO₂ được tái tạo và thải ra dưới thể khí. Ở nhiều động vật bậc thấp, hemoglobin hòa trong dòng huyết tương. Với tổ chức của cơ thể người, hemoglobin cần phải được chứa trong hồng cầu, vì nếu ở dạng tự do, nó sẽ thấm dần qua các mao mạch và bị thất thoát qua nước tiểu. Là một protein, hemoglobin còn có chức năng đệm kiềm-toan, đây cũng là một chức năng quan trọng của hồng cầu. Hồng cầu được tạo ra từ các tế bào máu gốc trong tủy xương, đa số hồng cầu bị hủy ở lách. Tuy là một tế bào, hồng cầu trưởng thành lại không có nhân, ti thể hay ribôxôm. Các kháng nguyên trên bề mặt hồng cầu được dùng để định nghĩa nhóm máu. Nhiều hệ thống nhóm máu đã được thiết lập, trong đó sớm nhất và quan trọng nhất là hệ thống nhóm máu ABO.