Besi seperti senyawa anorganik lainnya diperlukan untuk berfungsinya banyak protein. Senyawa ini yang diperlukan pada tingkat yang lebih rendah disebut mikro, atau unsur jejak, tergantung pada jumlah yang diperlukan untuk berfungsinya makhluk hidup.
Besi adalah logam paling melimpah kedua di kerak bumi, setelah aluminium, dan mewakili 5% dari massa kerak. Pada tingkat planet itu adalah yang paling melimpah karena inti bumi terdiri dari 70% besi. Tapi, berapa banyak zat besi yang dibutuhkan makhluk hidup? Itu tergantung pada masing-masing spesies, kebutuhan zat besi dari vertebrata yang sistem darahnya didasarkan pada zat besi agak lebih besar daripada uniseluler yang hanya menggunakan beberapa atom besi untuk fungsi proteinnya.
Besi adalah logam transisi dan itu berarti ia mampu melepaskan dan menerima elektron, karakteristik ini membuatnya sangat fleksibel dan memungkinkan berbagai bentuk (teroksidasi atau tereduksi) dari unsur dan oleh karena itu protein atau molekul yang menjadi satu. Pada manusia, sekitar 4 gram berat seseorang 80 kilogram adalah zat besi. Dari 4 gram ini, sekitar 70% adalah bagian dari molekul fungsional. Sebagian besar, 65% dari total, ditemukan dalam eritrosit atau sel darah merah, di pusat molekul hemoglobin. Hanya 1% ditemukan pada enzim lain seperti sitokrom yang terlibat dalam respirasi sel, namun besi juga merupakan bagian dari enzim yang tidak berhubungan dengan respirasi dan 4% sisanya juga telah terikat pada globin, dalam hal ini mioglobin otot.
30% lainnya dari besi dalam tubuh manusia dalam bentuk cadangan di dalam tubuh untuk menggantikan besi yang dikeluarkan dengan degradasi tersebut di atas. Bentuk utama cadangan zat besi dalam tubuh adalah feritin (20% dari total), protein yang ditemukan dalam jaringan pembentuk sel darah (limpa dan sumsum tulang), serta di hati. Bentuk lain dari penyimpanan besi, di mana 10% dari total besi ditemukan, adalah hemosiderin. Molekul ini terbentuk di dalam tubuh ketika kebutuhan zat besi sudah terpenuhi. Haemosiderin berasal dari hemoglobin yang berdisosiasi dari kelompok heme dan agregat ini membentuk miselia bersama dengan feritin. Terkadang digunakan sebagai pigmen dan memberi warna kuning.
Besi diserap dari usus dalam makanan, terutama sebagai bagian dari kelompok heme. Penyerapan besi ini, yang disebut HEM, bergantung pada pelepasan besi dari cincin porfirin kelompok heme oleh HEM oksidase yang disekresikan oleh sel-sel epitel usus. Kemudian mengikat glikoprotein membran dari silia usus dan dari sana, dalam vesikel mencapai aliran darah.
Penyerapan besi di usus dikendalikan oleh sintesis HEM oksidase, yang diatur oleh jumlah besi yang disimpan dalam tubuh.