Ces cellules ont une forme biconcave, ce qui signifie qu'elles sont concaves des deux côtés, semblables à un disque aplati. Cette forme particulière augmente la surface disponible pour l'échange de gaz. À maturité, les hématies n'ont pas de noyau ni d'organites internes, tels que les mitochondries. Cette absence d'organites permet une plus grande flexibilité et une plus grande capacité pour transporter l'oxygène. Les hématies contiennent une grande quantité d'hémoglobine (ci-dessous), la protéine responsable de la liaison de l'oxygène. L'hémoglobine confère aux hématies leur couleur rouge caractéristique.

Les hématies ont une durée de vie relativement courte, d'environ 120 jours. Après cette période, elles sont détruites par le foie et la rate, et de nouvelles sont produites dans la moelle osseuse.Cette production d'hématies (appelée érythropoïèse) est régulée par l'hormone érythropoïétine, qui est produite en réponse à des niveaux d'oxygène bas dans le corps.