La myoglobine, une hémoprotéine intracellulaire exprimée dans le cœur et les myofibres squelettiques oxydantes des vertébrés, se lie à l'oxygène moléculaire et peut faciliter le transport de l'oxygène des érythrocytes aux mitochondries, maintenant ainsi la respiration cellulaire pendant les périodes de forte demande physiologique.

La myoglobine est une protéine globulaire qui agit comme principal transporteur d'oxygène des tissus musculaires. On le trouve uniquement dans les muscles squelettique et cardiaque et, par conséquent, elle peut être utilisée pour différencier le rhabdomyosarcome des autres tumeurs des tissus mous.

Les anticorps anti-myoglobine marquent les cellules du muscle squelettique et cardiaque. En association avec d'autres marqueurs de muscles striés tels que la vimentine et la myogénine, la myoglobine est utile dans l'identification du rhabdomyosarcome et des tumeurs présentant une différenciation des muscles squelettiques. Les anticorps anti-myoglobine sont également utilisés pour la différenciation rhabdomyoblastique dans d'autres tumeurs, telles que les sarcomes neurogènes et les tumeurs malignes mixtes mésodermiques de l'utérus et de l'ovaire. Récemment, on a signalé que la myoglobine était exprimée sur les cellules cancéreuses épithéliales en raison de modifications des conditions métaboliques et environnementales. L'expression de la myoglobine sur les cellules cancéreuses peut jouer un rôle causal dans la progression tumorale.