La mioglobina è una proteina eminica di 17,8 kDa presente nel citoplasma delle cellule muscolari striate (scheletriche e cardiache) dove funge da riserva di ossigeno, facilitando la diffusione dell'O2 dal capillare ai mitocondri. Quando le cellule muscolari vengono danneggiate, la mioglobina viene rilasciata nel sangue molto rapidamente per il suo basso peso molecolare. Il dosaggio si esegue su siero con immunoassay (chemiluminescenza, ECLIA, immunoturbidimetria). Valori normali sono indicativamente inferiori a 70-80 ng/mL. Nella rabdomiolisi la mioglobina sierica può raggiungere valori estremamente elevati (superiori a 10.000 ng/mL); la mioglobina viene filtrata dal glomerulo renale e, in concentrazioni elevate, precipita nei tubuli renali (soprattutto in ambiente acido) causando danno renale acuto tubulare con urine scure (mioglobinuria). Nell'infarto miocardico la mioglobina è il primo marcatore a elevarsi (entro 1-3 ore dall'esordio dei sintomi), ma è stata sostituita dalla troponina ad alta sensibilità per la scarsa specificità cardiaca (qualsiasi danno muscolare la eleva). La mioglobina aumenta anche dopo esercizio fisico intenso, iniezioni intramuscolari, traumi, miopatie infiammatorie, crisi epilettiche prolungate, ipertermia maligna, sindrome da schiacciamento e con farmaci che causano miotossicità.