所有需氧生物，不論是細菌或高等動物甚至是人都存在有細胞色素，所有細胞色素在可見光區域都有三個吸收峰，分別稱為α、β、γ峰。各種還原型細胞色素的β峰及γ峰的波長都比較接近，唯有α峰的波長有較大的差別。根據α峰波長的不同，可將動物體內的細胞色素分成a、b、c三族，a族包括a，a3，b族包括bK，bT，b5，P4等， c族包括c，c1。
除細胞色素b及細胞色素P450主要存在于內質網外，動物細胞的細胞色素都存在于線粒體內膜的蛋白質與脂類復合物中。用水提取只能得到細胞色素c，而其他細胞色素仍然固著在線粒體的不溶性顆粒物質上。
鐵卟啉輔基
細胞色素都含有鐵卟啉輔基，細胞色素a及a3的輔基是血紅素A，血紅素A與多肽鏈的結合是非共價鍵。細胞色素bT，bK，b5，P450，c和c1的輔基都是血紅素(圖2)，除細胞色素c及c1以外，其他細胞色素的輔基與多肽鏈結合都是非共價鍵結合。細胞色素c中的血紅素通過卟啉環上的乙烯基的α碳和酶蛋白多肽鏈的14，17位半胱氨基酸殘基的-SH連接成硫醚鍵。除細胞色素a3及P450外，其余細胞色素中的鐵原子所能形成的六個配位鍵都已被卟啉環中的4個N原子及多肽鏈的18位的組氨基酸的咪唑氮及80位的蛋氨酸殘基的硫原子飽和，所以不能再與其他配基結合，唯有a3及P450第六個配位鍵沒有被占據，所以能與其他配基如O2，CN-，CO等結合。
氧化酶
已斷定有兩種組分，即a及a3，但不能將兩者分開。實際上a和a3結合成一個大分子的寡聚體，但亞基的數量及結構還不清楚，通常稱為細胞色素aa3或稱細胞色素氧化酶，分子量約為200 000，含有二分子血紅素A及二個銅原子。二個血紅素A與一些配基的反應性有所差別，氧化型a3的血紅素A極易與CN-結合，并且不能再被還原。還原型a3的血紅素A極易與CO生成穩定的復合物，從而中斷呼吸鏈的電子傳遞，而細胞色素a的血紅素A則不能與CO和CN-結合，也不能與O2結合。
c族
有c及c1都是線粒體細胞色素，二者的光譜性質十分近似，二者的輔基和與酶蛋白的聯接方式都相同。c1單體分子量為38 000，c1是以多聚體存在，無論是單體還是多聚體，都不能與aa3起反應。細胞色素c是分子量最小的細胞色素，由于它的分子量小，是可溶的，容易提取純化，所以研究比較多，對其結構也最清楚，已測定50多種生物的細胞色素c的一級結構，對它的高級結構也進行過詳細研究。脊椎動物的細胞色素c由104個殘基組成。植物的細胞色素c由112個殘基組成。人及黑猩猩的細胞色素c完全一樣，盡管各種生物的細胞色素c的殘基有許多變化。但其立體結構則基本一致。
b族
包括bT、bK、b5、P450等，bT、bK存在于線粒體內膜，是線粒體呼吸鏈的成分，不能與O2結合。b5及P450主要存在于內質網，是微粒體混合功能氧化酶系的組成成分(見“微粒體氧化”條)，還原型P450與CO結合后，在450nm有最大吸收峰(γ峰)，故取名細胞色素P450，它能與O2結合。