A principal diferença entre a hemocianina e a hemoglobina é que a hemocianina é um pigmento respiratório extracelular contendo cobre, presente em alguns invertebrados, enquanto a hemoglobina é um pigmento respiratório intracelular contendo ferro presente no sangue de vertebrados.
Em organismos aeróbios, a troca gasosa ocorre por meio das metaloproteínas presentes no sangue. Portanto, a hemocianina e a hemoglobina são duas metaloproteínas que facilitam as trocas gasosas em animais invertebrados e vertebrados, respectivamente. A hemocianina é um pigmento respiratório que contém cobre e se encontra suspenso na hemolinfa dos invertebrados. Em contraste, a hemoglobina é um pigmento respiratório que contém ferro e se liga aos glóbulos vermelhos dos vertebrados. A forma oxigenada da hemocianina é de cor azul. Mas, a forma oxigenada da hemoglobina é de cor vermelha brilhante.