Większość rodzajów prawidłowej hemoglobiny, w tym hemoglobiny A, hemoglobiny A2 i hemoglobiny F jest tetramerem złożonym z czterech podjednostek białkowych i czterech grup prostetycznych hemu. Podczas gdy hemoglobina osób dorosłych składa się z dwóch łańcuchów alfa i dwóch łańcuchów beta, hemoglobina płodowa składa się z dwóch łańcuchów alfa i dwóch łańcuchów gamma.
U ludzi każdy chromosom 11. zawiera dwie podobne kopie genu kodującego podjednostkę gamma. Gen kodujący podjednostkę alfa jest zlokalizowany na chromosomie 16. (również w dwóch kopiach).
Zespół wrodzonego przetrwania hemoglobiny płodowej (HPFH)
Przetrwanie hemoglobiny płodowej u osób dorosłych jest spowodowane niecałkowitym przełączaniem aktywności genu globiny płodowej gamma na aktywność genu globiny beta na chromosomie 11. Skutkuje to szczątkową ekspresją globiny gamma w subpopulacji erytrocytów F (krwinki F). Krwinki F (F cells) mają cechy krwinek dorosłego człowieka (zestaw enzymów i antygenów), a zawartość HbF w pojedynczej krwince nie przekracza 25%. Procentowy udział krwinek F w całej populacji erytrocytów można oceniać za pomocą cytometrii przepływowej (krwinki F są znakowane przeciwciałami rozpoznającymi globinę gamma). Przetrwanie hemoglobiny płodowej bardzo rzadko występuje u zdrowych osób.