細胞色素是含有血紅素的氧化還原活性蛋白質，其核心是中心鐵原子，作為輔助因子。它們參與電子傳遞鏈和氧化還原催化。它們根據血紅素的類型及其結合方式進行分類。四個品種被國際生物化學和分子生物學聯盟（IUBMB）認可，細胞色素a、細胞色素b、細胞色素c和細胞色素d。細胞色素功能與從亞鐵(Fe(II))到血紅素核心中鐵的三價(Fe(III))氧化態。除了IUBMB將細胞色素分為四個類別外，在生化文獻中還可以找到其他幾個分類，例如細胞色素o和細胞色素P450。

細胞色素最初于1884年由CharlesAlexanderMacMunn描述為呼吸色素（肌血紅素或組織血紅素）。在1920年代，Keilin重新發現了這些呼吸色素，并將它們命名為細胞色素，或“細胞色素”。他根據最低能量吸收帶的位置對這些血紅素蛋白進行分類在還原狀態下，細胞色素a(605nm)、b(≈565nm)和c(550nm)。血紅素的紫外(UV)到可見光譜特征仍用于從還原的雙吡啶連接狀態識別血紅素類型，即吡啶血色素法。在每個類別中，細胞色素a、b或c，早期細胞色素被連續編號，例如cytc、cytc1和cytc2，最近的例子由它們的還原狀態R帶xxx值指定，例如cytc559。

血紅素基團是圍繞鐵離子的高度共軛環系統（允許其電子非常移動）。細胞色素中的鐵通常以亞鐵(Fe2+)和三價鐵(Fe3+)狀態存在，在催化中間體中發現鐵氧(Fe4+)狀態。因此，細胞色素能夠通過其血紅素鐵的還原或氧化進行電子轉移反應和催化。細胞色素的細胞定位取決于它們的功能。它們可以作為球狀蛋白和膜蛋白被發現。

在氧化磷酸化過程中，球狀細胞色素cc蛋白參與從膜結合復合物III到復合物IV的電子轉移。復合物III本身由幾個亞基組成，其中一個是b型細胞色素，另一個是c型細胞色素。兩個域都參與復合物中的電子轉移。復合物IV包含一個細胞色素a/a3結構域，可轉移電子并催化氧氣與水的反應。光系統II是含氧光合作用的光依賴性反應中的xxx個蛋白質復合物，它包含一個細胞色素b亞基。環氧合酶2是一種參與炎癥的酶，是一種細胞色素b蛋白。

在1960年代初期，EmanuelMargoliash提出了細胞色素的線性進化，這導致了分子鐘假說。細胞色素明顯恒定的進化速度可以作為一個有用的工具來確定各種生物何時可能從一個共同的祖先分化出來。

存在幾種細胞色素，可以通過光譜學、血紅素基團的確切結構、抑制劑敏感性和還原電位來區分。

四種類型的細胞色素通過它們的輔基來區分：

植物的細胞色素b6f復合物中沒有細胞色素e，但細胞色素f是c型細胞色素。

在線粒體和葉綠體中，這些細胞色素通常結合在電子傳遞和相關代謝途徑中：

一個獨特的細胞色素家族是細胞色素P450家族，因當血紅素鐵被還原（與連二亞硫酸鈉）并與一氧化碳絡合時，在450nm附近波長處的光吸收形成的特征性Soret峰而得名。這些酶主要參與類固醇生成和解毒。