La production des globules rouges a lieu dans la moelle osseuse sous le contrôle d’une hormone, l'érythropoïétine (EPO). Les cellules juxtaglomérulaires rénales produisent de l'érythropoïétine en réaction à la diminution de l'apport en oxygène (comme dans l'anémie ou l'hypoxie) ou à l'augmentation des taux d'androgènes. Hormis l'érythropoïétine, la production de globules rouges nécessite des apports adéquats de certains substrats, principalement le fer, la vitamine B12, les folates et l'hème.
Les globules rouges survivent environ 120 jours. Ils perdent alors leurs membranes cellulaires et sont en grande partie éliminés de la circulation par les cellules phagocytaires de la rate et du foie. L’hémoglobine est dégradée principalement par le système de l’hème-oxygénase, avec conservation (pour recyclage ultérieur) du fer, dégradation de l’hème en bilirubine par une série d’étapes enzymatiques et recyclage des acides aminés. Le maintien d’un nombre fixe de globules rouges nécessite un renouvellement journalier de 1/120 des cellules; les globules rouges immatures (réticulocytes) sont continuellement libérés et constituent 0,5 à 1,5% de la population périphérique des globules rouges.
Avec l'âge, le taux d'hémoglobine et l'hématocrite diminuent légèrement, mais pas en dessous des valeurs normales. Chez la femme menstruée, la cause la plus fréquente de diminution des globules rouges est la carence en fer due à la perte de sang chronique résultant de la menstruation.
