A redox reakciók mellett egyes fémionok szerepet játszanak az oxigénszállításban és tárolásban. Erre jellegzetes példa az emberi szervezet hemoglobinja. A fotoszintézishez szükséges fényelnyelésben résztvevő klorofill molekula szerkezete hasonló a hem-hez, de a központi ion itt nem a vas, hanem a magnézium. Ezek komplex típusú vegyületek. A hemoglobinban a vas(II)-iont öt ligandum veszi körül, amelyek valójában egy molekula öt datív kötőhellyel, nemkötő elektronpárral. A porfingyűrű négy nitrogénje és egy hisztidin oldallánc nitrogénje kapcsolódik a vashoz. A vas körül azonban 6 nemkötő elektronpár férhet el. Erre az üresen maradt hatodik helyre kötődhet be a légzés során bekerült oxigénmolekula. Ha a vérbe bekerülő molekula nem oxigén, hanem szén-monoxid, akkor sajnálatos módon egy sokkal stabilisabb komplex keletkezik. Az ilyen, a szén-monoxid által lefoglalt molekulák nem tudnak a továbbiak során részt venni a légzésben. A sejtekhez nem jut elég oxigén, ezért fulladás következik be. Tiszta oxigén belélegeztetésével a szén-monoxid kiszorítható a komplexből, mivel így eltolható a kémiai egyensúly.
A növényi fotoszintézisben lényeges szerepet betöltő klorofill molekula szerkezete a "hem"-hez hasonló, de a központi fémion a magnézium. A citokróm molekulában a vas a körülötte lévő ligandumok számát tekintve telített. Ebben az esetben viszont elektron felvétele és leadása történhet meg, vagyis redoxi katalizátorként működhet, az elektronszállítás a molekula fő funkciója: Fe2+ -> Fe3+ folyamat megy végbe.
Nem minden fémion kötődik erősen egyes molekulákhoz. Az ingerület továbbításában fontos szerepet játszó nátrium- és kálium ionok rendkívül mozgékonyak. A legfontosabb anionok a kloridion, szulfátion és a foszfátion. Így elektromosan semleges közeg jön létre.
Viszonylag régóta ismeretes a fog szuvasodásával kapcsolatban a fluorion szerepe. A bórnak a növényi sejtfalak merevítésében van szerepe. A jód a gerincesek számára nélkülözhetetlen elem, amely a pajzsmirigyben halmozódik fel.