Mioglobin je rdeč pigment, ki vsebuje železo, prisoten v mišičnih celicah živali. Je vodotopna, enoverižna globularna beljakovina, sestavljena iz 153 aminokislin, s protetično skupino, ki vsebuje železo, v središču. Čeprav ima podobno strukturo kot hemoglobin, kaže višjo stopnjo afinitete do kisika kot hemoglobin. Fiziološki pomen mioglobina pripisujemo predvsem njegovi sposobnosti vezave kisika.
Mioglobin je na splošno v izobilju v srčnih mišicah in skeletnih mišicah, prilagojenih vzdržljivostnim dejavnostim. Te visoko vzdržljive mišice imenujemo “rdeče mišice”. Mioglobin v teh rdečih mišicah se veže na molekule kisika in tvori oksimioglobin, ki deluje kot nujna mesta za shranjevanje kisika v telesu. Kisik se običajno sprosti, ko je telo v stanju pomanjkanja kisika. To se zgodi med naporno vadbo ali fizičnim naporom, ko kisik, ki ga oskrbuje samo kri, ne zadosti potrebam telesa.
Porazdelitev rdečih mišic je visoka tudi pri potapljaških sesalcih, kot so kiti in delfini. Višja raven mioglobina, shranjenega v teh mišicah, omogoča tem živalim, da shranijo več kisika, tako da lahko ostanejo pod vodo dlje časa. Ugotovljeno je, da so ravni mioglobina visoke tudi v mišicah vodnih ptic in pingvinov.
Pri ljudeh se mioglobin uporablja kot pomemben biokemični marker za diagnozo miokardnega infarkta ali srčnega infarkta. Najdemo ga v izobilju v srčnih mišicah, zato vsaka poškodba srčnih mišic sprošča velike količine mioglobina v krvni obtok. Mioglobinske preiskave se zato izvajajo pri osebah, ki kažejo simptome srčnega infarkta. Raven v krvi se dvigne v 2 do 3 urah po srčnem napadu in doseže svoj vrh v približno 8 do 12 urah. Običajno pade v normalno stanje po približno 24 urah po poškodbi, zato ga ni mogoče uporabiti za oceno pri bolnikih, pri katerih simptomi trajajo več kot en dan.
Huda poškodba mišičnega tkiva lahko povzroči stanje, imenovano rabdomioliza, in lahko povzroči akutno odpoved ledvic. V velikih količinah je mioglobin lahko strupen za tubularni epitelij ledvic. Povzroča hude poškodbe ledvičnega epitelija, ko se kri filtrira skozi njih. To stanje se običajno pojavi pri žrtvah akutnih telesnih poškodb, na primer v primeru potresov ali eksplozij bombe.