Methemoglobin (tiếng Anh: methaemoglobin) (phát âm là "met-hemoglobin") là một huyết sắc tố (hemoglobin) ở dạng metalloprotein, trong đó sắt trong nhóm heme ở trang thái Fe3+, không phải ở trạng thái Fe2+ của hemoglobin bình thường. Methemoglobin không thể liên kết với oxy, có nghĩa là không thể vận chuyển oxy đến các mô. Nhìn bằng mắt thường có thể thấy methemoglobin màu xanh nâu sô-cô-la. Trong máu người, một lượng nhỏ methemoglobin sản xuất và tồn tại một cách tự nhiên, nhưng khi có lượng dư thừa, máu sẽ trở thành màu nâu xanh sẫm bất thường. Enzyme methemoglobin reductase phụ thuộc NADH (một loại diaphorase) có vai trò chuyển methemoglobin trở lại thành hemoglobin.Bình thường methemoglobin chiếm 1-2% hemoglobin của cơ thể. Tỷ lệ phần trăm cao hơn mức này có thể là do di truyền, do tiếp xúc với các hóa chất khác nhau và phụ thuộc vào liệu cơ thể có đang trong tình trạng bệnh lý tăng methemoglobin huyết hay không. Mức methemoglobin cao sẽ có xu hướng khiến máy đo SpO2 chỉ đo được chỉ số SpO2 đạt gần 85%, bất kể mức độ bão hòa oxy thực sự là bao nhiêu. Sự tăng bất thường của methemoglobin sẽ làm tăng ái lực liên kết oxy của hemoglobin bình thường, dẫn đến tình trạng giảm lượng oxy đến các mô.[2]