Mioglobin je crveni pigment koji sadrži željezo prisutan u mišićnim stanicama životinja. To je vodotopivi, jednolančani globularni protein sastavljen od 153 aminokiseline, s protetičkom grupom koja sadrži željezo u središtu. Iako ima strukturu sličnu hemoglobinu, pokazuje višu razinu afiniteta prema kisiku od hemoglobina. Fiziološka važnost mioglobina se uglavnom pripisuje njegovoj sposobnosti vezanja kisika.
Mioglobin se općenito nalazi u izobilju u srčanim mišićima i skeletnim mišićima prilagođenim aktivnostima izdržljivosti. Ovi mišići visoke izdržljivosti nazivaju se “crveni mišići”. Mioglobin u tim crvenim mišićima veže se s molekulama kisika i tvori oksimioglobin, koji djeluju kao hitna mjesta za pohranu kisika u tijelu. Kisik se općenito oslobađa kada je tijelo u stanju nedostatka kisika. To se događa tijekom napornog vježbanja ili fizičkog napora, kada kisik opskrbljen samo krvlju ne zadovoljava potrebe tijela.
Raspodjela crvenih mišića također je visoka kod ronilačkih sisavaca, poput kitova i dupina. Viša razina mioglobina pohranjena u tim mišićima omogućuje tim životinjama da pohrane više kisika kako bi mogle ostati pod vodom dulje vrijeme. Utvrđeno je da su razine mioglobina visoke i u mišićima vodenih ptica i pingvina.
U ljudi se mioglobin koristi kao važan biokemijski marker za dijagnozu infarkta miokarda ili srčanog udara. Nalazi se u izobilju u srčanim mišićima, tako da svako oštećenje srčanih mišića oslobađa velike količine mioglobina u krvotok. Testovi na mioglobin se stoga provode kod osoba koje pokazuju simptome srčanog udara. Razine u krvi rastu u roku od 2 do 3 sata nakon srčanog udara i dosegnu svoj vrhunac unutar oko 8 do 12 sati. Međutim, općenito se vraća u normalu nakon otprilike 24 sata od ozljede, pa se ne može koristiti za procjenu kod pacijenata u kojih simptomi traju duže od jednog dana.
Teška oštećenja mišićnog tkiva mogu dovesti do stanja zvanog rabdomioliza i mogu rezultirati akutnim zatajenjem bubrega. U velikim količinama mioglobin može biti toksičan za tubularni epitel bubrega. Uzrokuje teška oštećenja bubrežnog epitela kada se krv filtrira kroz njih. Ovo stanje općenito se javlja žrtvama akutne tjelesne ozljede, kao u slučaju potresa ili eksplozija bombi.