Артериальная кровь отдает тканям не весь кислород. Разность между об.% кислорода в притекающей к тканям артериальной крови (около 20об.%) и оттекающей от них венозной кровью (примерно 13 об.%) называется артерио-венозной разностью по кислороду (7об.%) Эта величина служит важной характеристикой дыхательной функции крови, показывая, какое количество кислорода доставляют тканям каждые 100 мл крови. Для того, чтобы установить, какая часть приносимого кровью кислорода переходит в ткани, вычисляют коэффициент утилизации кислорода. Его определяют путем деления величины артерио-венозной разности на содержание кислорода в артериальной крови и умножения на 100. В покое для всего организма коэффициент утилизации кислорода равен примерно 30-40 %. Однако в миокарде, сером веществе мозга, печени и корковом слое почек составляет 40-60 %. При тяжелых физических нагрузках коэффициент утилизации кислорода работающими мышцами и миокардом достигает 80-90%.
В снабжении мышц кислородом при тяжелой работе имеет определенное значение внутримышечный пигмент миоглобин, который связывает дополнительно 1-1,5л кислорода. Связь кислорода с миоглобином более прочная, чем с гемоглобином. Оксигемоглобин отдает кислород только при выраженной гипоксемии.