Mioglobina este un pigment roșu, care conține fier, prezent în celulele musculare ale animalelor. Este o proteină globulară cu un singur lanț, solubilă în apă, formată din 153 de aminoacizi, cu o grupă protetică care conține fier în centru. Deși are o structură similară cu cea a hemoglobinei, prezintă un nivel mai mare de afinitate față de oxigen decât are hemoglobina. Importanța fiziologică a mioglobinei este atribuită în principal capacității sale de legare a oxigenului.
Mioglobina se găsește în general din abundență în mușchii cardiaci și mușchii scheletici adaptați activităților de anduranță. Acești mușchi cu rezistență ridicată sunt numiți „mușchi roșii”. Mioglobina din acești mușchi roșii se leagă de moleculele de oxigen și formează oximioglobina, care acționează ca locuri de stocare de urgență a oxigenului pentru organism. Oxigenul este în general eliberat atunci când corpul este într-o stare de lipsă de oxigen. Acest lucru se întâmplă în timpul exercițiilor fizice intense sau efortului fizic, când oxigenul furnizat de sânge singur nu satisface cerințele organismului.
Distribuția mușchilor roșii este, de asemenea, mare la mamiferele care se scufundă, cum ar fi balenele și delfinii. Nivelul mai ridicat de mioglobină stocat în acești mușchi le permite acestor animale să stocheze mai mult oxigen, astfel încât să poată rămâne sub apă pentru perioade lungi de timp. Nivelurile de mioglobină sunt ridicate și în mușchii păsărilor de apă și ai pinguinilor.
La om, mioglobina este folosită ca un marker biochimic important pentru diagnosticul de infarct miocardic sau atac de cord. Se găsește din abundență în mușchii cardiaci, astfel încât orice deteriorare a mușchilor inimii eliberează cantități mari de mioglobină în fluxul sanguin. Prin urmare, testele de mioglobină sunt efectuate la persoane care prezintă simptome de atac de cord. Nivelurile din sânge cresc în 2 până la 3 ore de la un atac de cord și ating apogeul în aproximativ 8 până la 12 ore. În general, revine la normal după aproximativ 24 de ore de la leziune, totuși, deci nu poate fi utilizat pentru evaluare la pacienții la care simptomele persistă mai mult de o zi.
Deteriorarea severă a țesuturilor musculare poate duce la o afecțiune numită rabdomioliză și poate duce la insuficiență renală acută. În cantități mari, mioglobina poate fi toxică pentru epiteliul tubular al rinichiului. Provoacă leziuni severe ale epiteliului renal atunci când sângele este filtrat prin ele. Această afecțiune apare în general victimelor vătămărilor fizice acute, ca în cazul cutremurelor sau exploziilor cu bombe.