Mioglobinas yra raudonas, geležies turintis pigmentas, esantis gyvūnų raumenų ląstelėse. Tai vandenyje tirpus, vienos grandinės rutulinis baltymas, sudarytas iš 153 aminorūgščių, kurių centre yra geležies turinti protezų grupė. Nors jo struktūra panaši į hemoglobino struktūrą, jo afinitetas deguoniui yra didesnis nei hemoglobino. Fiziologinė mioglobino svarba daugiausia priskiriama jo gebėjimui surišti deguonį.
Mioglobino paprastai gausu širdies raumenyse ir skeleto raumenyse, pritaikytuose ištvermės veiklai. Šie didelės ištvermės raumenys vadinami „raudonaisiais raumenimis“. Šių raudonųjų raumenų mioglobinas jungiasi su deguonies molekulėmis ir sudaro oksimioglobiną, kuris veikia kaip avarinės deguonies saugojimo vietos organizmui. Deguonis paprastai išsiskiria, kai organizmas yra deguonies trūkumo būsenoje. Taip nutinka intensyvaus krūvio ar fizinio krūvio metu, kai vien tik krauju tiekiamas deguonis nepatenkina organizmo poreikių.
Raudonieji raumenys taip pat yra plačiai paplitę tarp nardančių žinduolių, pavyzdžiui, banginių ir delfinų. Didesnis mioglobino kiekis, saugomas šiuose raumenyse, leidžia šiems gyvūnams sukaupti daugiau deguonies, kad jie galėtų ilgai išbūti po vandeniu. Nustatyta, kad vandens paukščių ir pingvinų raumenyse taip pat yra daug mioglobino.
Žmonėms mioglobinas naudojamas kaip svarbus biocheminis žymuo diagnozuojant miokardo infarktą ar širdies priepuolį. Jo gausu širdies raumenyse, todėl bet koks širdies raumenų pažeidimas į kraują išskiria didelį mioglobino kiekį. Todėl mioglobino tyrimai atliekami asmenims, kuriems pasireiškia širdies priepuolio simptomai. Lygis kraujyje pakyla per 2–3 valandas po širdies priepuolio ir pasiekia piką maždaug per 8–12 valandų. Paprastai jis normalizuojasi praėjus maždaug 24 valandoms po sužalojimo, tačiau jo negalima naudoti vertinant pacientus, kurių simptomai išlieka ilgiau nei dieną.
Sunkus raumenų audinių pažeidimas gali sukelti būklę, vadinamą rabdomiolize, ir gali sukelti ūminį inkstų nepakankamumą. Dideliais kiekiais mioglobinas gali būti toksiškas inkstų kanalėlių epiteliui. Jis smarkiai pažeidžia inkstų epitelį, kai per juos filtruojamas kraujas. Ši būklė dažniausiai pasireiškia ūmių fizinių sužalojimų aukoms, pavyzdžiui, žemės drebėjimų ar bombų sprogimų atveju.