通常认为，哺乳动物成熟的红细胞呈两面凹的圆饼状，没有细胞核。红细胞的主要功能是运输O2和CO2，圆饼状红细胞其表面积与体积比增加了，从整体上提高了气体的交换效率。通过排出细胞核和绝大部分细胞器，能够降低红细胞自身的代谢，减少O2的消耗，也能容纳更多的血红蛋白，提高携氧效率。另外，两面凹的无核红细胞更容易通过狭窄的毛细血管，这也是一种适应优势。
从哺乳动物红细胞排核的机制上看，红细胞是否具有细胞核，是由基因调控的。从进化的角度看，现存的不同层次的生命系统（包括细胞）都是通过自然选择保留下来的，都能适应其存在的环境。因此，不同物种红细胞的形态和结构，是由基因决定并经过自然选择进化出来的。
与哺乳动物不同，鸟类善于飞行，在进化中逐渐形成了中空的骨骼，进而体重减轻来适应飞行，但同时也就失去了类似哺乳动物的造血器官——骨髓。因此，鸟类的红细胞保留了细胞核和细胞器，采用红细胞自身分裂的方式补充和增加红细胞数量。鱼类、两栖类、爬行类动物的骨髓均不发达，因此它们的红细胞也都保留了细胞核。另外，从个体发育的进程看，即使是同一种哺乳动物，也并非所有时期的红细胞都是无核的。
胚胎期红细胞最初由卵黄囊壁产生并释放入血液，是有细胞核的，以后这种有核红细胞逐渐被肝、脾和骨髓所产生无核红细胞代替。出生后个体的红细胞则主要是由位于骨髓中的造血干细胞分化而来的。造血干细胞是有细胞核的，在分化过程中，它将细胞核逐步排出细胞外，成为具有携带、运输氧气能力的成熟的无核红细胞。哺乳动物的红细胞也存在例外，例如骆驼科和长颈鹿科动物的红细胞呈现椭球形，而骆驼科动物的红细胞含有细胞核。
而某些两栖动物的红细胞也是没有细胞核的。这些情况，都是生物多样性的具体体现。