Метгемоглобін — це варіант гемоглобіну (Нb), який утворюється при дії речовин, що окиснюють двовалентне залізо гема до тривалентного. Одночасно може відбуватися окиснення глобіну, який випадає в осад у вигляді тілець Гейнца; можливий гемоліз із появою в крові характерних еритроцитів із напівкруглим дефектом зовнішнього краю, ніби надкушений. Внаслідок цього гем втрачає здатність зв’язуватися з киснем і транспортувати кисень до тканин, що призводить до розвитку ціанозу.
Підвищення концентрації може свідчити про наявність надбаної чи вродженої метгемоглобінемії або отруєння чадним газом, а також про застосування певних препаратів-метгемоглобіноутворювачів. До них належать: анілін і його похідні, амінофеноли і амінофенони, хлорати, дапсон, деякі місцеві анестетики (напр., бензокаїн), нітрити та нітрати, нафталін, нітробензол і його похідні, окис азоту, феназопіридин, примахін і подібні йому протималярійні препарати та деякі сульфаніламіди.
Зниження рівня можливе при панкреатиті.