血红蛋白肽链中连接氨基酸残基的是肽键，不同肽链之间通过二硫键连接。二硫键是连接不同肽链或同一肽链中，两个不同半胱氨酸残基的化学键。在化学中，二硫键指结构为R-S-S-R '的官能团，二硫键通常由两个硫醇基团耦合而成；在生物学中，两个半胱氨酸残基中硫醇基团间形成的二硫键是蛋白质二级结构和三级结构的重要组成部分。在蛋白质分子中，二硫键起着稳定肽链空间结构的作用，其数目越多，蛋白质分子对抗外界影响的稳定性就愈大。