Hemoglobina i mioglobina różnią się funkcją w organizmie. Hemoglo­bina jest nośnikiem tlenu krwi, natomiast mioglobina pełni funkcję mechanizmu magazynującego tlen w tkankach. Ilość mioglobiny jest związana w dużym stopniu z wiekiem zwierzęcia. U zwierząt starych jest jej więcej niż u młodych. Występują również różnice w ilości mio­globiny między poszczególnymi mięśniami w obrębie jednego osob­nika. Zależy to bowiem od funkcji, jaką dany mięsień pełni w organiz­mie. To zróżnicowanie barwy stanowi podstawę podziału mięśni szkie­letowych na czerwone i białe. Mioglobina ma masę cząsteczkową czte­rokrotnie mniejszą niż hemoglobina (17 000 i 68 000). W Mb na jedną cząsteczkę globiny przypada jedna cząsteczka hemu. i jeden atom że­laza, a w Hb na cząsteczkę globiny przypadają cztery cząsteczki hemu oraz cztery atomy żelaza.Grupa prostetyczna — chromogen jest u obu barwników jednako­wa, różnią się one tylko częścią białkową. Chromogen jest zbudowany z czterech pierścieni pyrolowych sprzężonych za pomocą grup mety­lowych, zwany jest porfiryną. Porfiryna, która przy węglu 1, 3, 5, 8, ma grupy metylowe (M), natomiast przy węglu 2, 4 — grupy winy­lowe (W) oraz przy 6, 7 węglu reszty kwasu propionowego (P), nosi nazwę protoporfiryny IX.