三價鐵離子在正常情況下，以化合態存在于人體內的血紅蛋白中，這種狀態下的三價鐵不會破壞人體內部的滲透壓平衡，也不會使蛋白質變性，因此不會對人體造成傷害。不過，如果單獨大量攝入三價鐵離子，可能會導致人體內部環境失衡，甚至引發毒性反應。通常情況下，血紅蛋白中的鐵元素是以二價鐵的形式存在，這種狀態的鐵能夠有效地進行氧氣的運輸。但是，當血紅蛋白中的二價鐵氧化成三價鐵時，血紅蛋白將無法繼續執行其氧氣運輸的功能，導致血液呈現巧克力色。在正常健康個體中，紅細胞內僅有極少量的血紅蛋白會氧化成高鐵血紅蛋白，這一比例一般不超過血紅蛋白總量的2%。人體內存在多種還原物質，可以將高鐵血紅蛋白還原為正常的血紅蛋白，以維持血紅蛋白的功能。這些還原物質包括維生素C、谷胱甘肽以及一些酶類，其中DPNH高鐵血紅蛋白還原酶的作用最為顯著。當高鐵血紅蛋白的含量上升至15%以上時，可能會出現青紫色的癥狀。值得注意的是，高鐵血紅蛋白在分光鏡波長632nm處會顯示出黑色的吸收光帶，而當加入2～3滴5%的氰化鉀后，這種光帶會消失。這一現象可以作為高鐵血紅蛋白含量過高的檢測依據。