A mioglobina é uma proteína globular, a mioglobina humana possui 153 aminoácidos. Sendo a principal transportadora intracelular de oxigênio nos tecidos musculares, possui também a função de estocar oxigênio nos músculos. Ao contrário da hemoglobina, a mioglobina não tem ligação de cooperação com o oxigênio, ou seja, sua função é somente transportá-lo e estocá-lo. É formada por apenas uma subunidade o que torna-a uma estrutura monomérica.
A mioglobina é uma hemoproteína, seu peso molecular é baixo, por ser liberada rapidamente sua vida útil costuma ser curta. A principal função da mioglobina é armazenar, reservar oxigênio nos músculos de mamíferos, as grandes concentrações de mioglobina nos músculos fazem com que os músculos possuam a cor amarronzada.
A mioglobina é inespecífica , pode-se encontrá-la tanto em músculo cardíaco, quanto em outros músculos.