成熟的红细胞没有细胞核，这一过程是红细胞从骨髓生成并进入血液后逐渐完成的。在这个过程中，红细胞首先被命名为网织红细胞，随后在衰老后被巨噬细胞清除。在红细胞的发育早期，即早幼红细胞阶段，其体积变小，细胞质呈强嗜碱性，游离核糖体丰富，开始合成血红蛋白。核内染色体开始浓缩成块，核仁消失，血红蛋白合成量增加，细胞中逐渐缺乏细胞器。最后，核被排出，成为终末分化无核红细胞。

红细胞为何会“丢失”细胞核及其他细胞器？这是因为红细胞在分化过程中形成了这种特殊结构。按照结构与功能相适应的原则，红细胞的这些特点与其交换CO2和O2密切相关。红细胞体积小，呈圆形，有利于在血管内快速运行，体积小则相对表面积大，有利于提高气体交换效率。细胞内主要是血红蛋白，有助于结合更多的CO2和O2，因此红细胞这种高度特化的结构与功能紧密相关。

人与哺乳动物的成熟红细胞为红色无核的双凹（或单凹）圆盘形细胞，平均直径约为8000nm（8μm）。这些形态特点使红细胞的代谢率较低，又有较大的表面积，有利于与周围血浆充分进行气体交换。双凹圆盘形细胞比球形细胞有较大的表面积与体积之比。此比值越大，越易于变形，因此红细胞能卷曲变形，以此适应通过直径小于它的毛细血管，并能通过脾和骨髓的血窦壁及其膜孔隙，通过后再恢复原状，这种变化叫做可塑性变形。